发光二极管特性测试实验报告.pdf

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1、发光二极管电学特性测试实验报告实验目的1、测量LED正常发光的电流范围；2、测量各种LED正向导通电压。3、测量使得LED烧毁的最小电流。实验仪器1、万用表UT58E；2、100Ω/0.25W电阻1个，500Ω/0.25W电位器1个；3、φ3mm红黄绿LED各1个；4、直流电压源（+5V）。实验原理1、LED简介发光二极管简称为LED（light-emittingdiode）。它是半导体二极管的一种，可以把电能转化成光能。发光二极管与普通二极管一样是由一个PN结组成，也具有单向导电性；当给发光二极管加上正向电压后，从

2、P区注入到N区的空穴和由N区注入到P区的电子，在PN结附近分别与N区的电子和P区的空穴复合，产生自发辐射的可见或非可见辐射光。不同的半导体材料中禁带宽度不同，因而电子和空穴复合时释放出的能量多少不同，释放出的能量越多，则发出的光的波长越短。由镓（Ga）与砷（AS）、磷（P）的化合物制成的二极管，当电子与空穴复合时能辐射出可见光，因而可以用来制成发光二极管。红色发光二极管的波长一般为650~700nm，黄色发光二极管的波长一般为585nm左右，绿色发光二极管的波长一般为555~570nm。图1PN结的电致发光（a）零偏

3、压，（b）外加正向偏压VF上电极（Al）P-GaAsPSiN34dhN-GaAsPN-GaAs下电极（Au,Ge,Ni）（a）（b）图2磷化镓发光二极管（a）管芯截面图（b）封装后的磷化镓发光二极管按其使用材料可分为磷化镓(GaP)发光二极管、磷砷化镓(GaAsP)发光二极管、砷化镓(GaAs)发光二极管、磷铟砷化镓(GaAsInP)发光二极管和砷铝化镓(GaAlAs)发光二极管等多种。按其封装结构及封装形式除可分为金属封装、陶瓷封装、塑料封装、树脂封装和无引线表面封装外，还可分为加色散射封装（D）、无色散射封装（W

4、）、有色透明封装（C）和无色透明封装（T）。2、LED参数发光二极管的两根引线中较长的一根为正极，应按电源正极。有的发光二极管的两根引线一样长，但管壳上有一凸起的小舌，靠近小舌的引线是正极。按发光管出光面特征分圆型、方型、矩型、面发光管、侧向管、表面安装管等。最为常见为圆型，其直径有：分为φ3mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm等。国外通常把φ3mm的发光二极管记作T-1；把φ5mm的记作T-1（3/4）；把φ4.4mm的记作T-1（1/4）。发光二极管的反向击穿电压约5伏；最大工作电流与发光二极管的尺

5、寸大小有关，φ3mm的发光二极管，最大工作电流为20mA；φ4.4mm的发光二极管，最大工作电流为40mA；φ7.8mm的发光二极管，最大工作电流为120mA；发光二极管伏安特性如图3所示。图3导通压降与颜色和电流的关系从图3可见，红色发光二极管正向导通压降最低，约为1.8V~2.0V左右；黄色的正向压降次之，约为2.0~2.2V，绿色的压降为3.0~3.2V。它的正向伏安特性曲线很陡，使用时必须串联限流电阻以控制通过管子的电流，否则电流过大会烧毁LED。限流电阻R可用下式计算：EV-FR=IF式中E为电源电压，VF

6、为LED的正向压降，IF为LED的工作电流。LED（发光二极管）是pn结，LED具有非线性伏安特性（I-V特性）；还具有单向导电性，即外加正偏压表现低电阻，反偏压为高电阻。如图3：3、LED伏安特性测试电路发光二极管正向导通，当达到导通电流时，二极管发光，当电流过大，发光二极管会烧毁。实验原理图如图4所示：+5VR1Rw2Rw112A1005002k1电流表电压表VLED2图4实验原理图实验步骤1、将RW1和RW2电阻调至最大，按图4连接，图中LED使用红色发光二极管。观察红色发光二极管是否发光，将此时流过LED的电

7、流和LED两端的电压记录在表格1中。2、调小将RW1，实验数据与分析表2LED的V-I特性和发光状况红光LED黄光LED绿光LED目测目测目测电流电压功率电流电压功率电流电压功率发光发光发光I/mAV/VP/mWI/mAV/VP/mWI/mAV/VP/mW状态状态状态0.00.00.00.00.00.00.00.50.00.50.00.50.01.00.01.00.01.00.01.10.01.10.01.10.01.20.01.20.01.21.01.01.02.02.02.03.03.03.04.04.04.05

8、.05.05.06.06.06.07.07.07.08.08.08.09.09.09.010.010.010.012.012.012.014.014.014.016.016.016.018.018.018.020.020.020.025.025.025.030.030.030.035.035.035.040.040.040.045.045.04