LED照明實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

1、內(nèi)容一 LED正向特性測試實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、熟悉LED正向伏安特性；2、掌握LED基本特性的測試方法。二、LED發(fā)光原理發(fā)光二極管是由-族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成，其核心是PN結(jié)。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光。假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光，或者先被發(fā)光中心捕獲后，再與空穴復(fù)合發(fā)光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)

2、光復(fù)合量的比例越大，光量子效率越高。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)m以內(nèi)產(chǎn)生。理論和實(shí)踐證明，光的峰值波長與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Eg有關(guān)，即 1240/Eg（nm）（1-1）式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光780nm紅光），半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.261.63eV之間。下圖為發(fā)光二級管結(jié)構(gòu)圖。圖1-1-1發(fā)光二級管結(jié)構(gòu)圖圖1-1-2發(fā)光二級管I-V曲線LED的I-V特性具有非線性、整流性質(zhì)：單向?qū)щ娦裕赐饧诱珘罕憩F(xiàn)低接觸電阻，反之為高接觸電阻。LED的I-V曲線如圖1-1-2所示，圖中兩條曲線分別表示不同材料的LED的

3、I-V特征。（1）正向死區(qū)：（圖oa或oa段）a點(diǎn)對于Va為開啟電壓，當(dāng)VVa，外加電場尚克服不少因載流子擴(kuò)散而形成勢壘電場，此時(shí)R很大；開啟電壓對于不同LED其值不同，GaAs為1V，紅色GaAsP為1.2V，GaP為1.8V，GaN為2.5V。（2）正向工作區(qū)：電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系：IF=IS(eqVF/KT1)IS為反向飽和電流。V0時(shí)，VVF的正向工作區(qū)IF隨VF指數(shù)上升：IF=ISeqVF/KT（3）反向死區(qū)：V0時(shí)pn結(jié)加反偏壓V=-VR時(shí)，反向漏電流IR（V=-5V）時(shí)，GaP為0V，GaN為10uA。（4）反向擊穿區(qū)V-VR，VR稱為反向擊穿電壓；VR電壓對應(yīng)IR為反向

4、漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V-VR時(shí)，則出現(xiàn)IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類不同，各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。圖1-1-3 LED特性測試模塊結(jié)構(gòu)圖三、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表1-1-1 LED正向伏安特性數(shù)據(jù)表電壓（V）0.511.522.52.62.72.82.93.03.13.23.33.43.53.63.7電流（mA）00000.040.170.370.691.081.582.112.863.594.485.606.938.49照度（lx）00000.180.741.632.884.246.698.019.9611.3713.3915.9118.7132.5四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析及思考題如上圖所示，1、當(dāng)LED的正向電壓小于2.5V時(shí)，LED電流為0時(shí)，LED處于截至狀態(tài)。當(dāng)LED超過2.5V這個電壓的值時(shí)，電流突然快速增大,電流會隨著電壓的增大而增大。2、當(dāng)LED的正向電壓小于2.5V時(shí)