发光二极管主要参数与特性
3页1、发光二极管主要参数与特性 WWW.LEDZX.COM 发布日期:2007-2-5 17:12:17 信息来源:LED发光二极管主要参数与特性LED是利用化合物材料制成 pn结的光电器件。它具备 pn结结型器件的电学特性:I-V 特性、C-V特性和光学特性:光谱响应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。1、LED 电学特性1.1 I-V特性 表征 LED芯片 pn结制备性能主要参数。LED 的 I-V特性具有非线性、整流性质:单向导电性,即外加正偏压表现低接触电阻,反之为高接触电阻。 如左图:(1) 正向死区:(图 oa或 oa段)a 点对于 V0 为开启电压,当 VVa,外加电场尚克服不少因载流子扩散而形成势垒电场,此时 R很大;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。(2)正向工作区:电流 IF与外加电压呈指数关系 IF = IS (e qVF/KT 1) -IS 为反向饱和电流 。V0 时,VV F的正向工作区 IF 随 VF指数上升 I F = IS e qVF/KT (3)反向死区
2、:V0 时 pn结加反偏压 V= - VR 时,反向漏电流 IR(V= -5V)时,GaP 为 0V,GaN 为 10uA。(4)反向击穿区 V- V R ,V R 称为反向击穿电压;V R 电压对应 IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使 V- V R时,则出现 IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同,各种 LED的反向击穿电压 VR也不同。1.2 C-V特性鉴于 LED的芯片有 99mil (250250um),1010mil,1111mil (280280um),1212mil (300300um),故 pn结面积大小不一,使其结电容(零偏压)Cn+pf 左右。C-V特性呈二次函数关系(如图 2)。由 1MHZ交流信号用 C-V特性测试仪测得。1.3 最大允许功耗 PF m 当流过 LED的电流为 IF、管压降为 UF则功率消耗为 P=UFIFLED工作时,外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光,还有一部分变为热,使结温升高。若结温为 Tj、外部环境温度为 Ta,则当 TjTa 时,内部热量借助管座向外传热,散逸热量(功率),可表示为 P = KT(Tj Ta)。
3、1.4 响应时间响应时间表征某一显示器跟踪外部信息变化的快慢。现有几种显示 LCD(液晶显示)约 10-310-5S,CRT、PDP、LED 都达到 10-610-7S(us 级)。 响应时间从使用角度来看,就是 LED点亮与熄灭所延迟的时间,即图中 tr 、t f 。图中 t0值很小,可忽略。 响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗。LED的点亮时间上升时间 tr是指接通电源使发光亮度达到正常的 10%开始,一直到发光亮度达到正常值的 90%所经历的时间。LED 熄灭时间下降时间 tf是指正常发光减弱至原来的 10%所经历的时间。不同材料制得的 LED响应时间各不相同;如 GaAs、GaAsP、GaAlAs 其响应时间10 -9S,GaP为 10-7 S。因此它们可用在 10100MHZ高频系统。2 LED光学特性发光二极管有红外(非可见)与可见光两个系列,前者可用辐射度,后者可用光度学来量度其光学特性。2.1 发光法向光强及其角分布 I2.1.1 发光强度(法向光强)是表征发光器件发光强弱的重要性能。LED 大量应用要求是圆柱、圆球封装,由于凸透镜的作用,故都具有很强
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