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led特性测量实验报告LED特性测量实验报告引言：LED（Light Emitting Diode）是一种半导体器件，能够将电能转化为光能，具有高效、节能、寿命长等优点，因此在照明、显示、通信等领域得到广泛应用。
为了深入了解LED的特性，我们进行了一系列的实验测量，本报告将对实验过程和结果进行详细阐述。
一、实验目的本次实验的目的是测量LED的电流-电压特性曲线，了解其工作电压、电流和光强之间的关系。
二、实验装置和方法1. 实验装置：- LED样品：选取了红、绿、蓝三种颜色的LED样品。
- 电源：提供稳定的电压和电流。
- 电压表和电流表：用于测量LED的电压和电流。
- 变阻器：用于调节电流。
2. 实验方法：- 将LED样品连接到电源，并通过变阻器调节电流。
- 逐步增加电流，同时记录LED的电压和电流值。
- 测量不同电流下LED的光强。
三、实验结果与分析1. 电流-电压特性曲线：我们分别测量了红、绿、蓝三种颜色的LED样品的电流-电压特性曲线，结果如下图所示：[插入电流-电压特性曲线图]从图中可以看出，LED的电流-电压特性曲线呈非线性关系。
当电流较小时，电压增加较缓慢；当电流达到一定值后，电压急剧增加。
这是因为LED是一种二极管，具有正向电压下的导通特性，而在反向电压下则具有较高的阻抗。
2. 工作电压和电流：通过测量，我们得到了红、绿、蓝三种颜色的LED样品的工作电压和电流值，结果如下表所示：[插入工作电压和电流表]从表中可以看出，不同颜色的LED样品具有不同的工作电压和电流。
红色LED的工作电压较低，绿色LED次之，蓝色LED的工作电压最高。
这是因为不同颜色的LED使用了不同的半导体材料，其能带结构和能带宽度不同，导致其工作电压和电流也有所差异。
3. 光强与电流的关系：我们还测量了不同电流下LED的光强，结果如下图所示：[插入光强与电流关系图]从图中可以看出，随着电流的增加，LED的光强也随之增加。
LED光色电性能测量实验报告学院：班级：姓名：学号：指导老师：2012年11月一、实验目的1.掌握光谱计的测量原理；2.掌握标准灯的光通和光谱定标；3.掌握LED光色电性能测量；4.确定LED光谱模型的参数。
二、实验仪器根据光度色度学理论，只要测得被测体的光谱功率分布（即在每一光谱下测其能量值）后，根据CIE有关出版物，就不难计算出被测光源的颜色参数等。
图2是PMS-50/80紫外-可见-近红外光谱分析系统的原理框图。
如图2所示，荧光粉被激发出的荧光或置于积分球内光源发出的光线，经光纤，被汇聚在单色仪的入射狭缝上，经单色仪分光后的单色光由单色仪出射狭缝射出，并由光电倍增管(PMT)转换成电信号，经电路放大处理，A/D转换，将数字信号送入计算机。
另外，计算机发出的波长控制信号，驱动光栅扫描，实现从200nm~800nm或380nm~800nm或4000~1100nm的光谱测量。
本仪器实现一般光谱辐射计的光谱辐射和颜色参数的测量以外，其更优异的特性在于它有机结合了积分法光度测试和分光法光度测试的优点，实现了宽动态范围的光度线性，同时消除了由于标准光源与被测光源强弱差异而引起的误差和异谱误差，此项技术已获中国专利。
三、实验原理1.采样技术PMS-50 PLUS包括基本型和SSA型两种规格，其主要区别在于所采用的扫描采样技术不同，基本型的仪器采用的是Static（静态采样技术）：利用步进电机能提供精确定位的原理，通过电机将光栅转动到相应波长位置后停止，然后进行采样，将波段范围内每一个波长位置下的光谱能量记录下来再进行计算，此方法的优点在于精确定位，测量稳定，精密很高，缺点是测量速度比较慢。
而SSA 规格的仪器采用的是远方专有的Sync-Skan（扫采同步技术）：采用高速电机扫描和高速A/D采样同步技术，通过CPU的固定间隔的脉冲信号同时控制电机和A/D，通过电机步进推动光栅转动，从而获得每一个波长位置下的光谱能量数据后再进行计算的方法。
光信息专业实验报告：LED特性及光度测量实验1、LED的V-I特性检验、光通量的测量打开稳流稳压电源及光度计，并将电压值调零。
积分球放入蓝色LED灯管，调节电源电压值，使光度计有读数，记录数据。
保证LED灯管的电流值小于30mA，记录电压值、电流值及光通量值。
更换红灯时保证LED灯管的电流值小于20mA，用相同步骤记录数据。
（1）蓝光LED灯管表一蓝色LED灯的光通量及V—I特性数据η=注：功率P=UI 发光效率P由表一数据，利用origin软件作出蓝光LED的η—P特性曲线，如图5所示。
图 5 蓝光LED的η—P特性曲线（1）红光LED灯管表二红色LED灯的光通量及V—I特性数据电流I/mA 0 1 2 3 4 5 6 7电压U/V 1.79 1.84 1.87 1.89 1.91 1.92 1.92 1.94 光通量Φ/lm 0.03 0.09 0.18 0.21 0.26 0.33 0.34 0.39 消耗功率P/mW 0.000 1.84 3.74 5.67 7.64 9.6 11.52 13.58 发光效率η0.0489 0.04813 0.0370 0.0340 0.03438 0.02951 0.02872 电流I/mA 8 9 10 11 12 13 15 16电压U/V 1.95 1.96 1.97 1.98 1.99 1.99 2 2.02 光通量Φ/lm 0.5 0.5 0.56 0.61 0.66 0.69 0.81 0.88 消耗功率P/mW 15.6 17.64 19.7 21.78 23.88 25.87 30 32.32 发光效率η0.0320 0.0283 0.02843 0.0280 0.0276 0.02667 0.027 0.02723 电流I/mA 17 18 19 21电压U/V 2.02 2.04 2.09 2.05光通量Φ/lm 0.92 0.99 1 1.13消耗功率P/mW 34.34 36.72 39.71 43.05发光效率η0.0267 0.0269 0.02518 0.0262红光LED的η—P特性曲线如图6所示。
内容三 LED反向特性测试实验
一、实验目的
1、熟悉LED反向伏安特性；
2、掌握LED反向伏安的测试方法。
二、实验原理
基本原理详见“实验一LED正向特性测试实验”。
反向特性测试框图如下图1-2-1所示：
D--被测LED器件、G—稳压源、A--电流表、V--电压表。
图1-2-1 反向I-V特性测试图
反向特性测试方法与正向特性测试方法类似，但是两者间有差异。
通常开启电压对于不同LED其值不同，GaAs为1V，红色GaAsP为1.2V，GaP为1.8V，GaN为2.5V，其电压值均较小；而对于反向特性，一般LED的反向电压均较大，约为几十伏左右，对于普通的电流源无法进行测试，因此需采用稳压源进程测试。
其中本测试过程中，稳压源采用0-200V电压源，同时为防止LED反向击穿，需连接限流电阻进行保护。
三、实验数据
表1-2-1 LED反向伏安特性数据表
四、实验数据分析及思考题
如上图实验数据及折线图所示，随着反向电流的增大，反向电压也逐渐增大。
但是电压增大的速率逐渐变慢，最终达到反向饱和的状态。
当反向电压足够大的时候，就会发生反向电压的电击穿。
led显示实验报告LED显示实验报告引言：LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种能够将电能转化为光能的半导体器件。
由于其低功耗、长寿命和高亮度等优点，LED在各个领域得到广泛应用。
本实验旨在探究LED显示的原理和应用，并通过实验验证LED的工作特性。
一、LED的工作原理LED的工作原理基于半导体材料的光电效应。
当电流通过半导体材料时，电子与空穴结合，释放出能量。
这些能量以光的形式辐射出来，形成可见光。
LED 的发光颜色取决于半导体材料的能带结构，不同的材料会发出不同波长的光。
二、LED的结构和组成LED由多个组件构成，包括P型半导体、N型半导体和发光材料。
P型半导体富含正电荷，N型半导体富含负电荷。
当P型和N型半导体通过电极连接时，形成PN结。
发光材料位于PN结的中心位置，当电流通过PN结时，发光材料受到激发，发出光线。
三、LED的实验装置本实验所用的实验装置包括电源、电阻、LED和万用表。
电源提供电流，电阻用于限制电流的大小，万用表用于测量电流和电压。
四、实验步骤1. 将电源的正极与LED的长脚连接，负极与电阻连接，再将电阻的另一端与LED的短脚连接。
2. 打开电源，调节电阻的阻值，观察LED的亮度变化。
3. 使用万用表测量电流和电压的数值，记录下来。
4. 更换LED的颜色，重复步骤2和3。
五、实验结果与分析通过实验，我们观察到LED的亮度随电流的增大而增大，但当电流过大时，LED会烧坏。
这是因为LED的亮度与电流成正比，但LED的工作电流有一个上限。
当电流超过这个上限时，LED无法散热，导致烧毁。
因此，在实际应用中，需要根据LED的参数选择合适的电流值。
此外，我们还发现LED的亮度与电压无直接关系，LED的工作电压是一个固定值。
当电压低于工作电压时，LED无法正常发光；当电压高于工作电压时，电流会剧增，导致LED烧毁。
因此，合理控制电压的大小也是保证LED正常工作的重要因素。
一、实验目的1. 了解不同类型灯具的发光原理和特点。
2. 掌握灯具性能测试的基本方法。
3. 分析灯具节能效果，为实际应用提供参考。
二、实验原理灯具是将电能转化为光能的设备，其基本原理是通过电能激发光源，使光源发光。
本实验主要针对LED灯具、荧光灯和节能灯三种常见类型进行测试。
三、实验器材1. LED灯具2. 荧光灯3. 节能灯4. 灯具测试仪5. 电源6. 电表7. 温湿度计四、实验步骤1. LED灯具测试（1）将LED灯具接入电源，打开灯具。
（2）使用灯具测试仪测量LED灯具的发光效率、色温、显色指数等参数。
（3）记录测试数据。
2. 荧光灯测试（1）将荧光灯接入电源，打开灯具。
（2）使用灯具测试仪测量荧光灯的发光效率、色温、显色指数等参数。
（3）记录测试数据。
3. 节能灯测试（1）将节能灯接入电源，打开灯具。
（2）使用灯具测试仪测量节能灯的发光效率、色温、显色指数等参数。
（3）记录测试数据。
4. 节能效果分析（1）计算不同类型灯具的能耗。
（2）比较不同类型灯具的节能效果。
（3）分析节能效果差异的原因。
五、实验结果与分析1. LED灯具测试结果显示，LED灯具的发光效率较高，色温可调，显色指数较好。
在相同亮度下，LED灯具的能耗仅为荧光灯和节能灯的1/3左右。
2. 荧光灯测试结果显示，荧光灯的发光效率较高，但色温较低，显色指数较差。
在相同亮度下，荧光灯的能耗比LED灯具高，但比节能灯低。
3. 节能灯测试结果显示，节能灯的发光效率较高，色温适中，显色指数较好。
在相同亮度下，节能灯的能耗比LED灯具和荧光灯低。
4. 节能效果分析通过实验数据可以看出，LED灯具的节能效果最好，其次是节能灯，荧光灯的节能效果相对较差。
造成这种差异的原因主要是LED灯具的发光效率较高，能耗较低。
六、结论1. LED灯具具有较好的节能效果，是未来照明行业的发展趋势。
2. 节能灯和荧光灯在节能方面也有一定优势，但与LED灯具相比，节能效果较差。
led综合特性测试实验报告误差分析总光通量是测试光源各个方向的发射的光。
通常将光源放置于积分球的中心。
对于LED，常用的方法是把LED放在积分球壁的出口处。
这种测试方法通常叫“forward-looking”或2π法。
虽然大家普认同光通量，但是在这种2π的测试方法在不同的实验室之间的测试不一致性却相当普遍！
这种不一致性主要由于以下原因：
1，2π法的测试条件并没有完全确定，积分球越大，测试结果越好，但是许多实验室仍然使用较小的积分球，例如2inch的积分球。
2，所有的光，不论是那个方向上的，都应该被等效的测到。
然而许多积分球的设计却有着相当差的角度响应特性。
我们的实验结果表明，当转动LED改变LED的方位时，不同方位得到的测试结果差异可达5倍之多！
3，没有考虑LED本身，及其夹具对光的吸收和反射对测试结果的影响。
辅助灯经常用于补偿这种影响。
CIE127文件推荐使用辅助灯用于辐射通量和光通量的测试。
没有辅助灯，测试结果将出现较大的误差。
4，不能获得及时的校正，以及校正与测试的条件不完全一致。
通常的校正需要将设备送到工厂或校正实验室，进口设备则需要复杂的进出口手续和长途运输。
因此无法经常性进行校正，而且在校
正时，只按照通用的模式校正，不会考虑实际使用时的夹具、LED 的差异。
led光电性能测试实验报告LED 光电性能测试实验报告一、实验目的本次实验旨在对 LED（发光二极管）的光电性能进行全面测试和分析，以了解其发光特性、电学特性以及相关性能参数，为 LED 的应用和质量评估提供可靠的数据支持。
二、实验原理1、发光原理LED 是一种半导体器件，当电流通过时，电子和空穴在半导体材料的 PN 结处复合，释放出能量以光子的形式发出光。
2、光电特性LED 的光电特性主要包括光通量、发光强度、光谱分布、色温、显色指数、正向电压、反向电流等。
三、实验设备与材料1、光色电综合测试系统用于测量LED 的光通量、发光强度、光谱等光学参数，以及电压、电流等电学参数。
2、直流电源提供稳定的电流和电压输出，驱动 LED 工作。
3、积分球用于收集和均匀化 LED 发出的光，以提高光测量的准确性。
4、标准光源用于校准光色电综合测试系统。
5、待测试的 LED 样品若干四、实验步骤1、样品准备选取外观完好、无明显缺陷的 LED 样品，并对其引脚进行清洁和处理，以确保良好的电气接触。
2、连接测试系统将 LED 样品的正负极分别与直流电源的正负极相连，同时将 LED 放入积分球内，并将积分球与光色电综合测试系统连接。
3、设定测试条件在直流电源上设置合适的电流和电压，以满足 LED 的正常工作条件。
在光色电综合测试系统中设置相应的测试参数，如测量范围、积分时间等。
4、进行测试开启直流电源，使 LED 发光，同时启动光色电综合测试系统，进行光通量、发光强度、光谱等光学参数的测量，以及正向电压、反向电流等电学参数的测量。
5、数据记录与分析将测试得到的数据进行记录，并对数据进行分析和处理，计算出LED 的相关性能参数，如光效、色温、显色指数等。
6、重复测试为了提高测试结果的准确性和可靠性，对每个 LED 样品进行多次重复测试，并取平均值作为最终的测试结果。
五、实验数据与结果1、光通量测试得到的 LED 光通量范围为_____lm 至_____lm，平均值为_____lm。
led实验报告LED实验报告引言：近年来，随着科技的不断进步，LED（Light Emitting Diode）作为一种新型的照明技术，逐渐在各个领域得到广泛应用。
本次实验旨在探究LED的工作原理、特性以及其在照明领域的应用。
一、实验设备和方法本次实验所用的设备包括LED灯、电源、电压表、电流表以及连接线等。
实验方法为通过改变电压和电流的大小，观察LED的发光情况，并记录相应的数据。
二、LED的工作原理LED是一种半导体器件，其工作原理基于半导体材料的特性。
当电流通过LED 时，电子和空穴在半导体材料中复合，释放出能量，从而产生光。
这种光的产生是通过电子跃迁实现的，即当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出能量，这部分能量就转化为光的形式。
三、LED的特性1. 发光效率高：相比传统的白炽灯和荧光灯，LED的发光效率更高，能够将电能转化为光能的比例更高，因此具有更低的能耗。
2. 寿命长：LED的寿命相对较长，一般可以达到几万小时，远远超过传统的灯泡。
3. 色彩丰富：通过控制不同的半导体材料的配比和掺杂，可以实现不同颜色的LED，满足不同照明需求。
4. 可调光性：与传统灯泡相比，LED的亮度可以通过调节电流大小来实现，具有更好的可调节性。
四、实验结果与分析通过实验我们得到了LED在不同电流和电压下的发光情况，并记录了相应的数据。
实验结果表明，当电流和电压逐渐增大时，LED的亮度也会相应增大。
这与LED的工作原理相吻合，即电流的增大会使得电子跃迁的频率增加，从而产生更多的光。
此外，我们还观察到LED在不同颜色下的发光情况。
通过控制不同的半导体材料和掺杂剂，我们可以实现红色、绿色、蓝色等不同颜色的LED。
这为照明领域提供了更多的选择和可能性。
五、LED在照明领域的应用由于其高效、长寿命以及可调光性等特点，LED在照明领域得到了广泛应用。
目前，LED已经被用于家庭照明、商业照明、道路照明等各个方面。
与传统的灯泡相比，LED具有更低的能耗和更长的寿命，能够为人们提供更加舒适、环保的照明环境。
led特性测量实验报告实验报告：LED特性测量引言：LED（发光二极管）是一种光电半导体器件，具有功率小、寿命长、耐冲击、响应时间短等特点，因而在实际应用中得到了广泛的应用。
为了进一步了解LED的性能，我们进行了一次LED特性测量实验。
本实验报告旨在介绍实验的过程和结果，并希望能够对读者有所帮助。
实验目的：1. 测量不同电流下LED的电压值和亮度；2. 掌握LED的基本性质。
实验工具：最大电流200mA，最大电压30V的电源、万用表、示波器、LED、电路板等。
实验步骤：1. 将LED插入电路板的插孔中；2. 将电路板和电源、万用表、示波器逐步连接。
万用表的接触点分别接入电源、LED和电阻上，并根据要求设置不同的测量范围。
同时，示波器的通道1连接电源正极，通道2连接LED的两极，用于观察LED的亮度和波形；3. 调节电源输出电流，记录电压、电流、亮度三项数据。
为确保测量结果的准确，对每个电流值都进行重复测量3次，并求出平均值。
实验数据：电流（mA）电压（V）亮度（mcd）10 2.34 520 2.58 830 2.82 1340 3.08 2150 3.32 3160 3.58 4770 3.80 6380 4.08 8590 4.28 104100 4.58 128110 4.85 149120 5.14 168130 5.44 187140 5.71 200150 6.02 210实验结果：通过实验对LED的特性进行了测量，得到如上表格的数据。
我们可以看出，随着电流的增加，LED的电压、亮度也相应增加。
其中，当电流为80mA时，LED的亮度已经达到了一个较高的值，并且在之后的增长速度开始缓慢。
在使用时，我们应该避免把LED的电流调节到过高的值，这样不仅会使LED无法正常工作，而且还会对LED的寿命产生不良的影响。
结论：通过本次实验，我们进一步了解了LED的特性和基本性质。
LED的电压和亮度均随着电流的增加而增加，当达到一定值时，其增长速度会趋缓。
光信息专业实验报告：LED 光源特性测量及其与多模光纤的耦合【实验目的】1． 学习把LED 光源发射出的光功率直接耦合进光纤中。
2． 测量LED 光源的电学和光学特性。
【实验原理】3． LED 光源用于光纤系统的两种基本LED 结构是面发光二极管和边发光二极管。
从面发光二极管中发出的各向同性光束称为朗伯光。
在这种光辐射方向图中，从各个方向观察光源时其亮度都相同，因为在观察方向上光功率和发光面积的投影都与cos θ成正比（θ是观察方向与发光面法线之间的夹角）。
朗伯光源的发射方向图使用下面的关系式来表示：0(,)cos B B θφθ= （1） 式中0B 是沿辐射面法线方向的辐射强度。
边发光二极管有更复杂的发射方向图，在它的pn 结平面的水平方向和垂直方向分别有不同的辐射角分布(,0)B θ和(,90)B θ。
辐射角分布可以近似为以下的一般形式：22001sin cos (,)cos cos T B B B φφθφθθ=+（2） 式中T 是垂直方向的功率分布系数。
4． 耦合效率直接耦合是不经过透镜系统直接把光纤端面正对着光源的耦合，其耦合效率为：2/(/2)F S P P NA ηαα==+ （3）用分贝来表示的耦合损耗为：1010log (/)F S L P P =- （4） 要使耦合效率达到最大值，必须使光源的直径－数值孔径积和光纤的纤芯直径－数值孔径积相匹配。
5． 用梯度折射率棒形透镜耦合梯度折射率棒形透镜是一根玻璃棒，直径1.0到3.0mm ，折射率由下式描述：20()(1/2)n r n Ar =- （5）式中22/A a =∆实验中使用的是0.29间距梯度折射率棒形透镜，0 1.599n =10.332mm -=。
因为透镜稍微比四分之一间距长，所以从点光源发射出的光会变成汇聚光，而不是平行光。
【实验用具】实验平台，LED及驱动器，光功率计，0.29间距梯度折射率棒形透镜，耦合器，光纤、探片等。
LED特性测量实验报告实验名称：LED特性测量一、实验目的：1.学习了解LED的基本原理和特性；2.掌握常用的LED特性测量方法；3.了解LED的亮度和电流之间的关系。
二、实验器材：1.LED灯珠一个；2.激光二极管电流源一个；3.多用表一个；4.万用表一个。
三、实验原理：1.LED是一种特殊的二极管，具有电流通过时发光的特性。
在正向电压作用下，电子从N区向P区注入，与空穴复合，释放能量以光的形式发出；2.LED的特性主要包括电流与电压之间的关系、亮度与电流之间的关系以及波长与能量之间的关系。
四、实验步骤：1.连接电路：将LED灯珠连接到激光二极管电流源的输出端，接通电源；2.测量电压：用多用表测量激光二极管电流源的输出端电压，并记录下来；3.测量电流：用万用表测量LED灯珠两端的电流，并记录下来；4.改变电流：逐步增加激光二极管电流源的输出电流，每次增加一定的值，并记录下每次增加后的电压和电流；5.绘制图表：根据记录的数据，绘制出LED的电压-电流特性曲线和亮度-电流特性曲线。
五、实验结果及分析：根据实验数据，我们得到了以下结果：实验数据表：输出电流（mA）LED电压（V）1 1.82 2.23 2.54 2.85 3.06 3.2根据实验数据，我们绘制了以下图表：LED电压-电流特性曲线：[图表]从图表中可以看出，LED的电流与电压之间呈线性关系，即电流增大时，电压也相应地增大，但是增长速率逐渐变慢。
LED亮度-电流特性曲线：[图表]从图表中可以看出，LED亮度随着电流的增大而增大，但是增长速率逐渐变慢，即在一定范围内，随着电流的增大，亮度的增长较为明显；而当电流超过一定值后，亮度的增长变得较为缓慢。
以上结果分析说明LED的亮度与电流之间呈非线性关系，即LED的亮度随着电流的增大而增大，但是增长速率逐渐减小，存在一个饱和区。
六、实验结论：通过本次实验，我们学习了LED的基本原理和特性，并掌握了常用的LED特性测量方法。
发光二极管特性测试实验报告
并规范
实验目的
通过发光二极管特性测试，研究发光二极管的正向压降、电流、亮度等特性，以及各参数调节等。
实验环境
实验环境安全无污染，实验室的温湿度符合实验要求，实验台架保持稳定，实验仪器和仪表灵活可靠，实验室提供了充足的电源供电。
实验设备
1.发光二极管；
2.可控变压器；
3.电流表；
4.功率表；
5.万用表；
6.电源线；
7.阻值。
实验原理
发光二极管（LED）是一种三极半导体，其特点是在正向电压作用下能迅速产生可见光。
发光二极管的工作原理是利用半导体结构中的特性，
导致电荷在半导体内部发生电子激子对撞。
当电子激子击中离子层时，释
放出击中的能量，其中一部分能量变为可见光。
实验步骤
1.使用万用表将发光二极管连接电路，将发光二极管接入电路，加入
一定的阻值，使电流控制在一定的范围内；
2.设定电压、电流值，调节可控变压器，观察发光二极管的发光强度，并记录电压、电流值，根据亮度值计算出电流的最大值，即为LED的最大
亮度；
3.根据测得的电流电压值，改变阻值，调节电流大小，从而改变发光
二极管的发光强度；。
led灯实验报告总结
LED 灯实验报告总结示例如下:
1. 实验目的：通过实验，了解 LED 灯的特性，掌握 LED 灯的控制方法，提高动手能力和实验能力。
2. 实验材料:LED 灯、变压器、电阻器、电容器、二极管、开关、电线等。
3. 实验步骤:
(1) 将 LED 灯连接到变压器的初级线圈上，连接电线，确保 LED 灯发光。
(2) 打开开关，将电流控制在适当的范围内，使 LED 灯发光均匀。
(3) 通过改变电阻器或电容器的值，控制 LED 灯的亮度和颜色。
4. 实验结果：通过实验，成功地控制了 LED 灯的亮度和颜色，了解了 LED 灯的特性。
5. 实验体会：通过实验，加深了对 LED 灯的理解，提高了实验能力，感受到了科学的魅力。
同时，也体会到了动手实践的重要性，只有通过实践，才能真正掌握知识。
6. 实验总结:LED 灯是一种重要的照明设备，具有很高的发光效率、长寿度和低热量等优点。
在日常生活中，LED 灯被广泛应用于照明、显示和医疗等领域。
在未来的研究中，可以进一步探索 LED 灯的性能和广泛应用。
led灯实验报告
实验目的：探究LED灯的工作原理和特性，了解LED灯的亮度和颜色与电流、电压的关系。
实验器材：
1. LED灯
2. 直流电源
3. 电阻
4. 连线
5. 万用表
实验步骤：
1. 将LED灯、直流电源和电阻按照电路图连接好。
2. 打开直流电源，调节电压到合适的范围。
3. 测量电路中的电流和电压值。
4. 改变电流和电压的数值，每次记录下LED灯的亮度和颜色的变化情况。
5. 根据实验数据绘制出LED灯的亮度和颜色与电流、电压的关系曲线。
实验结果和分析：
通过改变电流和电压的数值，我们发现LED灯的亮度和颜色会随之发生变化。
在低电流和电压下，LED灯的亮度较暗，颜色可能会稍微偏暗或者发黄。
随着电流和电压的增大，LED 灯的亮度逐渐增强，颜色逐渐偏向白色。
但是当电流或电压超过一定范围时，亮度和颜色的变化趋势会趋于平缓，不再有明显的差异。
结论：
LED灯的亮度和颜色与电流、电压的关系是非线性的。
在合
适的电流和电压下，LED灯可以达到最佳的亮度和颜色效果。
过高或过低的电流、电压会导致LED灯的亮度下降或者颜色
变化不正常。
因此，在实际应用中，需要根据LED灯的工作
特性选择合适的电流和电压。
同时，LED灯具有低能耗、高
效率、长寿命等优点，因此在照明、显示等领域有广泛的应用。
LED特性测量实验报告实验目的：1.理解LED的基本特性，包括工作电压、工作电流、发光强度等；2.学习使用测试仪器进行LED的相关特性测量；3.分析测量结果，掌握LED性能的评估方法。
实验仪器和材料：1.LED测试台；2.数字万用表；3.电源供应器；4.数据记录表。
实验原理：LED（Light Emitting Diode）即发光二极管，是一种将电能转化为光能的固态器件。
为了了解和评估LED的性能，我们需要进行一系列特性测量。
1.工作电压测量：工作电压指LED正向导通的电压。
将LED连接到电源供应器的正负极中，逐渐增加电压直至LED正向导通，记录此时的电压值。
2.工作电流测量：工作电流指LED正向导通时通过LED的电流。
将LED连接到电源供应器的正负极中，通过调节电源供应器的电流限制旋钮，获取LED正常工作时的电流值。
3.发光强度测量：发光强度指LED发光的亮度。
将LED连接到LED测试台，设置相应的工作电流，使用数字万用表测量LED所发出的光线强度。
实验步骤：1.将LED正极连接到电源供应器的正极，负极连接到电源供应器的负极。
注意正确的极性连接。
2.开始测量前，先将电源供应器调节到适当的电压和电流范围。
3.逐渐调节电源供应器的电压直至LED正向导通，记录此时的电压值，即为工作电压。
4.使用万用表测量正向工作电压时的电流值，即为工作电流。
5.将LED连接到LED测试台，设置相应的电流。
6.使用数字万用表测量LED所发出的光线强度，并记录。
实验结果分析：通过实验测量得到的数据，我们可以进行一系列结果分析和评估。
1.工作电压：根据实验测得的工作电压值，可以判断LED正向导通时所需的电压范围。
比较不同批次和不同类型的LED，可以评估其电压特性。
2.工作电流：根据实验测得的工作电流值，可以判断LED正常工作时的电流范围。
与不同类型和批次的LED进行比较，可以评估其亮度和节能性能。
3.发光强度：实验测量得到的发光强度值可以用来评估LED的亮度。
LED特性及光度测量实验苏剑邦A8 学号：08323016中山大学物理科学与工程技术学院光信息科学与技术邮政编码：510275 中国图书馆分类号：O43摘要：通过设计简单的测试装置，并对发光二极管进行V－I特性曲线、P－I特性曲线的测量，了解发光二极管的发光机理、光学特性与电学特性，并掌握其测试方法。
本文记录了红光LED和绿光LED的电流、电压、功率和光通量测量数据，以此研究探讨LED发光器件的发光特性。
关键词：LED V－I特性P－I特性光度Measurement of the characteristics and luminosity of LEDSujianbang A8 ID: 08323016School of Science and Engineering of SUN YAT-SEN UniversityPostal code: 510275Abstract: This essay study the optical and electric characteristics of LED by measuring it’s V-I curve and P-I curve. In this essay, data of electric current, voltage, power and luminous flux of LED are recorded in order to study its characteristics.Keyword: LED, V-I characteristic, P-I characteristic, luminosity【实验原理】LED是英文light emitting diode（发光二极管）的缩写，它属于固态光源，其基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用（如图一）。
常规的发光二极管芯片的结构如图二所示，主要分为衬底，外延层（图2中的N型氮化镓，铝镓铟磷有源区和P型氮化镓），透明接触层，P型与N型电极、钝化层几部分。
图2、常规InGaN / 蓝宝石LED 芯片剖面图发光二极管的核心部分是由p 型半导体和n 型半导体组成的晶片，在p 型半导体和n 型半导体之间有一个过渡层，称为p-n 结。
跨过此p －n 结，电子从n 型材料扩散到p 区，而空穴则从p 型材料扩散到 n 区，如右面的图3（a ）所示。
作为这一相互扩散的结果，在p －n 结处形成了一个高度的e ΔV 的势垒，阻止电子和空穴的进一步扩散，达到平衡状态（见图3（b ））。
当外加一足够高的直流电压V ，且 p 型材料接正极， n 型材料接负极时，电子和空穴将克服在p －n 结处的势垒，分别流向 p 区和 n 区。
在p －n 结处，电子与空穴相遇，复合，电子由高能级跃迁到低能级，电子将多余的能量将以发射光子的形式释放出来，产生电致发光现象。
这就是发光二极管的发光原理。
选择可以改变半导体的能带 隙，从而就可以发出从紫外到红外不同波长的光线， 且发光的强弱与注入电流有关， 图3、发光二极管的工作原理 2、发光二极管的特点和优点LED 的内在特征决定了它是最理想的光源去代替传统的光源，它有着广泛的用途。
主要包括（1）体积小（2）耗电量低（3）使用寿命长（4）高亮度、低热量。
（5）环保（6）坚固耐用。
3、发光二极管的主要特性（1） 光谱分布、峰值波长和光谱辐射带宽：发光二极管所发之光并非单一波长，其波长具有正态分布的特点，在最大光谱能量(功率)处的波长成为峰值波长。
即使有两个LED 的峰值波长是一样的，但它们在人眼中引起的色感觉也是可能不同的。
光谱辐射带宽是指光谱辐射功率大于等于最大值一半的波长间隔，它表示发光管的光谱纯度。
（2） 光通量：LED 光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量ΦV （单位是流明（lm ）），是指LED 向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。
但n p 电场 e ΔV p n n p δ h ν h ν ⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕⊕○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ○－ ⊕⊕⊕＋ ＋ ＋ －－ －（a ） （b ） （c ） 电子的电势能电子的电势能δ’要考虑人眼对不同波长的可见光的光灵敏度是不同的，国际照明委员会(CIE)为人眼对不同波长单色光的灵敏度作了总结，在明视觉条件(亮度为3cd/m 2以上)下，归结出人眼标准光度观测者光谱光效率函数V (λ)，它在555nm 上有最大值，此时1W 辐射通量等于683lm ，如图4示，其中V ’(λ)为暗视觉条件(亮度为0.001cd/m 2以下)下的光谱光视效率。
图4 明视觉和暗视觉条件下的光谱光效率函数通常，光通量的测量以明视觉条件作为测量条件，在测量时为了得到准确的测量结果，必须把LED 发射的光辐射能量收集起来，并用合适的探测器(应具有CIE 标准光度观测者光谱光效率函数的光谱响应)将它线性地转换成光电流，再通过定标确定被测量的大小。
这里可以用积分球来收集光能量，如图5积分球又叫光度球，是一个球形空腔，由内壁涂有均匀的白色漫反射层(硫酸钡或氧化镁)的球壳组装而成，被测LED 置于空腔内。
LED 器件发射的光辐射经积分球壁的多次反射，使整个球壁上的照度均匀分布，可用一置于球壁上的探测器来测量这个与光通量成比例的光的照度。
基于积分球的原理，图5挡屏的设计是为了避免LED 光直射到探测器。
球和探测器组成的整体要进行校准，同时还要关注探测器与光谱光视效率V(λ)的匹配程度，使之比较符合人眼的观测效果。
（3） 发光强度：发光二极管的发光强度取决于p －n 结中辐射型复合机率与非辐射型复合机率之比，通常是指法线方向上的发光强度。
若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr （即一单位立体角度内光通量为1 lm ）时，则称其发光强度为1坎德拉(candela)，符号为cd 。
发光强度的概念要求光源是一个点光源，或者要求光源的尺寸和探测器的面积与离光探测器的距离相比足够小(这种要求被称为远场条件)。
但在实际中往往没有达到这样的要求，不能严格测出LED 的发光强度。
（4） 色温：不同的光源，由于发光物质成份不同，其光谱功率分布有很大差异，一种确定的光谱功率分布显示为一种相应的光色。
人们用黑体加热到不同温度所发出的不同光色来表达一个光源的颜色，称作光源的颜色温度，简称色温。
用光源最接近黑体轨迹的颜色来确定该光源的色温，这样确定的色温叫做相关色温。
（5） 发光效率：光源发出的光通量除以所消耗的功率（单位是lm/w ）。
它是衡量光源节能的重要指标。
探 测 器 被测LED档屏 图5 积分球结构示意图发光效率：VV F FI V ηΦ=其中F I ，F V 分别是发光二极管的正向电流和正向电压，ΦV 为光通量。
（6） 显色性：光源对物体本身颜色呈现的程度称为显色性。
也就是颜色的逼真程度。
国际照明委员会CIE 把太阳的显色指数 （ra ）定为100。
（7） 正向工作电压V F ：正向工作电压是在给定的正向电流I F 下得到的。
一般是在I F =20mA 时测得的.（8） V －I 特性：在正向电压小于阈值时，正向电流极小，不发光。
当电压超过阈值后，正向电流随电压迅速增加。
由V －I 曲线可以得出LED的正向电压，反向电流及反向电压等参数。
正常情况下常见的GaN LED 反向漏电流在V R = -5V 时，反向漏电流 I R <10μA 。
（9） P －I 特性：即LED 轴向光强与正向注入电流关系特性。
由于一个产品中往往要使用许多个LED ，各LED 的发光亮度必须相同或成一定比例后才能呈现均一的外观，因此我们必须使用恒流源控制好各LED 的工作电流，从而使各LED 的亮度达到的一致性。
要研究LED 工作电流与亮度的关系，我们就必须测量它的P－I 特性。
LED 光强的测量是按照光度学上的距离平方反比定律来实现的。
我们的测量电路及装置如图8和9所示。
根据CIE127-1997标准，取LED 到探测器端面距离d ＝100mm ，探测器接收面直径a ＝11.3mm 。
【实验用具】实验用具：LED （若干种类）、精密数显直流稳流稳压电源、积分球（Φ＝30cm ）、多功能光度计、通用标准光源、光功率计、直尺、万用表、导线等【实验注意事项】（1）标准光的供电电流不能超过其标定电压，以免烧坏。
为防止标准光源的供电电源开路电压过大，在装灯、卸灯时须将电源的输出调至最小，或关闭。
可调稳流电压源 图6 LED V －I 特性测试电路图可调稳流 电流源图7 LED P －I 特性测试电路图 图8 LED P －I 特性测试装置图（2）标准光源发光时，灯丝脆弱，受到震动容易断裂。
因此，要求标准光源工作时不能受到震动，且熄灭后需要等5分钟，待标准光源冷却后再行拆卸。
(3)标准光源一般采用恒流式点燃，参数以电流为准。
（4）LED安装时切记清正、负极，严禁反装，以免烧坏。
（5）在进行LEDV-I特性和LEDP-I特性测量时，工作电压严禁超过4V，避免烧坏。
【实验内容及操作步骤】1．搭建发光二极管的光通量测量系统，并使用远方D031标准光源对多功能光度计进行定标。
校零：a.将精密稳流稳压电源与光度计连接起来，并把Photo－2000J光度探头及标准光源正确装入积分球内；b.关闭积分球，并确保精密稳流稳压电源无电流电压输出；c.将Photo－2000J光度计后面板上的钥匙拨至“CAL”，即垂直方向；d.按下Photo－2000J光度计前面板上的校零键“校零/ZERO”，数码管显示“zErO”，再按“校零/ZERO”，“采样/SAMPLE”指示灯与“校零/ZERO”指示灯同时亮起，此时仪器处于校零状态，约需1－2分钟，直到“校零/ZERO”指示灯灭，校零完毕。
定标：e.打开精密稳流稳压电源，慢慢调大电流至标准光源的标定电流（如果标准光源产品检定报告上所写的是标定电压，则请调至标定电压），约稳定5分钟；f.按一次Photo－2000J光度计前面板上的定标键“定标/CAL”，数码管显示“CAL”，“定标/CAL”指示灯亮起，再按一次“定标/CAL”键，此时数码管闪烁，此时输入标准光源产品检定报告上的标定光通量。
（可用“＞”键选择输入的位置，“∧”键改变闪烁位置的取值），第三次按下“定标/CAL”键，此时数码管显示定标系数，第四次按“定标/CAL”键，此时“定标/CAL”指示灯灭，“采样/EXAMPLE”指示灯闪烁，此时数码管显示光通量的标定值，完成定标。
2．替换标准光源为待测的LED，测量其光通量，计算发光效率。
