半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試國標(biāo)

1、基于 LED 各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求， LED 的測試需要包含多方面的內(nèi)容，包括：電特性、光特性、開關(guān)特性、顏色特性、熱學(xué)特性、可靠性等。1、電特性LED 是一個(gè)由半導(dǎo)體無機(jī)材料構(gòu)成的單極性PN 結(jié)二極管，它是半導(dǎo)體PN 結(jié)二極管中的一種，其電壓- 電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。由圖1 可知， LED 電特性參數(shù)包括正向電流、正向電壓、反向電流和反向電壓，LED 必須在合適的電流電壓驅(qū)動(dòng)下才能正常工作。通過 LED電特性的測試可以獲得LED的最大允許正向電壓、正向電流及反向電壓、電流，此外也可以測定LED的最佳工作電功率。圖1LED伏安特性曲線LED 電特性的測試一般利用相應(yīng)的恒流恒壓源供電下利

2、用電壓電流表進(jìn)行測試。2、光特性類似于其它光源，LED 光特性的測試主要包括光通量和發(fā)光效率、輻射通量和輻射效率、光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性和光譜參數(shù)等。（ 1）光通量和光效有兩種方法可以用于光通量的測試，積分球法 和變角光度計(jì)法。變角光度計(jì)法是測試光通量的最精確的方法，但是由于其耗時(shí)較長，所以一般采用積分球法測試光通量。如圖2 所示，現(xiàn)有的積分球法測LED 光通量中有兩種測試結(jié)構(gòu)，一種是將被測LED放置在球心，另外一種是放在球壁。_h:E8(_d圖2積分球法測LED光通量此外，由于積分球法測試光通量時(shí)光源對(duì)光的自吸收會(huì)對(duì)測試結(jié)果造成影響，因此，往往引入輔助燈，如圖3所示。圖3輔助燈法消除自吸收影響在

3、測得光通量之后，配合電參數(shù)測試儀可以測得LED 的發(fā)光效率。而輻射通量和輻射效率的測試方法類似于光通量和發(fā)光效率的測試。（2）光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性圖4 LED 光強(qiáng)測試中的問題如圖4 所示，點(diǎn)光源光強(qiáng)在空間各方向均勻分布，在不同距離處用不同接收孔徑的探測器接收得到的測試結(jié)果都不會(huì)改變，但是LED由于其光強(qiáng)分布的不一致使得測試結(jié)果隨測試距離和探測器孔徑變化。因此，CIE-127 提出了兩種推薦測試條件使得各個(gè)LED 在同一條件下進(jìn)行光強(qiáng)測試與評(píng)價(jià)，目前CIE-127條件已經(jīng)被各LED 制造商和檢測機(jī)構(gòu)引用。圖5CIE-127推薦LED光強(qiáng)測試條件（3）光譜參數(shù)LED 的光譜特性參數(shù)主要包括峰值發(fā)射

4、波長、光譜輻射帶寬和光譜功率分布等。單色 LED的光譜為單一波峰，特性以峰值波長和帶寬表示，而白光LED的光譜由多種單色光譜合成。所有LED的光譜特性都可由光譜功率分布表示，而由LED的光譜功率分布還可計(jì)算得到色度參數(shù)。光譜功率分布的測試需要通過分光進(jìn)行，將各色光從混合的光中區(qū)分出來進(jìn)行測定，一般可以采用棱鏡和光柵實(shí)現(xiàn)分光。圖6白光LED光譜功率分布3 、開關(guān)特性LED 開關(guān)特性是指LED 通電和斷電瞬間的光、電、色變化特性。通過LED 開關(guān)特性的測試可以獲得LED在通斷電瞬間工作狀態(tài)、物質(zhì)屬性等的變化規(guī)律，由此不僅可了解通斷電對(duì)LED的損耗，也可用以指導(dǎo)LED驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)等。4、顏色特性色

5、特LED 的顏色特性主要包括色品坐標(biāo)、主波長、色純度、色溫及顯色性等，性對(duì)白光LED尤為重要。LED 的顏現(xiàn)有的顏色特性測試方法有分光光度法和積分法。如圖 7 所示：分光光度法是通過單色儀分光測得 LED光譜功率分布，之后利用色度加權(quán)函數(shù)積分獲得對(duì)應(yīng)色度參數(shù)；積分法是利用特定濾色片配合光電探測器直接測得色度參數(shù)；分光光度法的準(zhǔn)確性要大大高于積分法。圖7LED顏色特性測試方法5、熱學(xué)特性LED 的熱學(xué)特性主要指熱阻和結(jié)溫。熱阻是指沿?zé)崃魍ǖ郎系臏囟炔钆c通道上耗散的功率之比。結(jié)溫是指LED 的 PN 結(jié)溫度。 LED 的熱阻和結(jié)溫是影響LED 光電性能的重要因素?，F(xiàn)有的對(duì)LED結(jié)溫的測試一般有兩種

6、方法：一種是采用紅外測溫顯微鏡或微型熱偶測得片表面的溫度并視其為LED 的結(jié)溫，但是準(zhǔn)確度不夠；另外一種是利用確定電流下的正向偏壓與結(jié)溫之間反比變化的關(guān)系來判定LED的結(jié)溫LED芯。6、可靠性LED 的可靠性包括靜電敏感度特性、壽命、環(huán)境特性等。靜電敏感度特性是指LED能承受的靜電放電電壓。某些LED由于電阻率較高，且正負(fù)電極距離很短，若兩端的靜電電荷累積到一定值時(shí)，這一靜電電壓會(huì)擊穿PN結(jié)，嚴(yán)重時(shí)可將PN結(jié)擊穿導(dǎo)致LED失效，因此必須對(duì)LED的靜電敏感度特性進(jìn)行測試，獲得LED的靜電放電故障臨界電壓。目前一般采用人體模式、機(jī)器模式、器件充電模式來模擬現(xiàn)實(shí)生活中的靜電放電現(xiàn)象。為了觀察 LED 在長期連續(xù)使用情況下光性能的變化規(guī)律，需要對(duì) LED 進(jìn)行抽樣試驗(yàn)，通過長期觀察和統(tǒng)計(jì)獲得 LED 壽命參數(shù)。 對(duì)于 LED 環(huán)境特性的試驗(yàn)往往采用模擬 LED 在應(yīng)用中遇到的各類自然侵襲，一般有：高低溫沖擊試驗(yàn)、濕度循環(huán)試驗(yàn)、潮濕試驗(yàn)、鹽霧試驗(yàn)、沙塵試驗(yàn)、輻照試驗(yàn)、振動(dòng)和沖擊試驗(yàn)、跌落試驗(yàn)、離心加速度試驗(yàn)等。三、國家標(biāo)準(zhǔn)的制定總結(jié)以上測試方法，半導(dǎo)體發(fā)光二極管測試方法國家標(biāo)準(zhǔn)對(duì) LED 電特性、光學(xué)特性、熱學(xué)特性、靜電特性及壽命測試都作了相應(yīng)的規(guī)定。對(duì)于電特性測試，標(biāo)準(zhǔn)分別規(guī)定了LED 正向電