LED原理及测试
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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。
LED综合特性测试实验13应用物理(1)班杨礴 2013326601111一、实验目的1.测量LED正向伏安特性,掌握拐点电压、正向开启电压及工作电流的概念,并对比分析不同发光颜色的LED拐点电压和工作电压的异同2.测量LED的反向伏安特性,了解发光二极管的反向截止特性3.掌握LED发光强度的概念及其测量方式4.了解LED发光强度随电流变化的规律,并对比分析不同发光颜色LED发光强度随电流变化的响应异同5.了解LED光通量与发光效率的概念及其测量方法6.了解LED光通量/发光效率随电流变化的规律,并对比分析不同发光颜色LED光通量随电流变化的响应异同以及发光效率随电流的变化规律7.掌握LED的光空间分布曲线的概念及其测量方法8.掌握LED半强度角和偏差角的概念及其测量方法9.了解强度定标的意义及其定标方法10.掌握常见色度参数的概念及其计算方法11.测量LED器件的电压-温度关系特性,计算K系数,并理解K系数的意义及其作用12.理解LED结温、热阻的概念,掌握一种测大功率贴片型LED结温,热阻的测量方法二、实验原理1.电学特性测试在LED两端加正向电压,当电压较小,不足以克服势垒电场时,通过LED的电流很小。
当正向电压超过死区电压后,电流岁电压迅速增长。
正向工作电流指LED正常发光时的正向电流值,根据不同管子的结构和输出功率的大小,在几十毫安到1安之间。
在LED两端加反向电压,只有微安级的反向电流。
反向电压超过击穿电压后,管子被击穿损坏。
为安全起见,激励电源提供的最大反向电压应低于击穿电压。
2.光电特性测试光强是描述LED光度学特性最为重要的参数,它表征了光源在指定方向上单位立体角内发射的光通量,在不同的空间角下,LED将表现出不同的光强大小。
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,单位是流明,与辐射通量的概念类似,它是LED光源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。
led的结构及工作原理
LED(Light Emitting Diode)是一种半导体器件,其结构和工
作原理可以概括如下。
1. 结构
LED由以下几个部分组成:
- 催化剂层:一种N型半导体材料,其中掺杂了杂质,通常为
砷化镓(GaAs)或砷化铝镓(AlGaAs);
- 洞穴层:一种P型半导体材料,也是通过杂质掺杂来实现;
- PN结:催化剂层和洞穴层之间形成的结构,在PN结中形成
一个耗尽层;
- 电极:分别是N型半导体材料和P型半导体材料的接线,用
于提供电流。
2. 工作原理
LED的工作原理基于PN结具有的半导体元件特性,主要包括
以下几个步骤:
- 正向偏置:在电极接入电源时,向LED施加正向电压,使得电流从N型半导体流入P型半导体。
在PN结耗尽层中的电子与空穴结合,发生复合过程。
- 电子复合:在PN结的耗尽层中,电子和空穴复合形成激子。
激子产生的能量以光子(光能量单位)的形式释放出来。
- 发光:释放的光子通过PN结材料内的折射和反射,逐步扩
散到PN结的表面,并从表面辐射出来,形成可见光。
- 光谱:发射的光的颜色由半导体材料的带隙决定,不同材料
的能带结构决定了LED的颜色。
例如,氮化镓(GaN)材料
制造的LED通常会发出蓝光,而通过改变其他添加元素或在
结构中引入荧光粉来改变颜色。
LED具有高效率、长寿命、低功耗等优点,在照明、显示、指示灯等领域具有广泛应用。