1、LED的电学特性,内容,一、LED的电流-电压特性图 二、LED的电学指标 三、LED的极限参数 四、LED的其它电学参数 五、电参数测量仪,LED的伏-安（I-V）特性（1） LED的伏-安（I-V）特性是流过芯片PN结电流随施加到PN结两端上电压变化的特性，它是衡量PN结性能的主要参数，是PN结制作优劣的重要标志。（2）LED具有单向导电性和非线性特性。,一、LED的电流-电压特性图,LED与一般二极管输入伏安特性曲线相似,1、OA段：正向死区,VA（Uon）为LED发光的开启电压。红色（黄色）LED的开启电压一般为22.5V绿色（蓝色）LED的开启电压一般为33.5V,一、LED的电流-
2、电压特性图,1、AB段：工作区,一般是随着电压增加电流也跟着增加，发光亮度也跟着增大。特别注意，如果不加任何保护，当正向电压增加到一定值后，发光二极管的正向电压增加会减小，而正向电流增加会加大，会因电流增大而烧坏发光二极管。,一、LED的电流-电压特性图,1、OC段：反向死区,发光二极管加反向电压是不发光的，但有反向电流。这个反向电流通常很小，一般在几A之内。19901995年，为10A19952000年，为5A目前一般是，为3A以下，但基本上是0A,一、LED的电流-电压特性图,1、CD段：反向击穿区,发光二极管的反向电压一般不要超过10V，最大不得超过15V。超过这个电压，就会出现反向击穿
3、，导致LED报废。,一、LED的电流-电压特性图,同一品牌和不同品牌LED伏安特性,一、LED的电流-电压特性图,不同温度下的LED伏安特性,一、LED的电流-电压特性图,二、LED的电学指标,1、正向电压 VF：LED正向电流在20mA时的正向电压。2、正向电流 IF：对于小功率LED，目前全世界一致定为20mA，这是小功率LED的正常工作电流。但目前出现了大功率LED的芯片，所以IF就要根据芯片的规格来确定正向工作电流,二、LED的电学指标,3、反向漏电流IR：按LED以前的常规规定，指反向电压在5V时的反向漏电流。如上面所说，随着发光二极管性能的提高，反向漏电流会越来越小，但大功率LED
4、芯片尚未明确规定。4、工作时的耗散功率PD：即正向电流乘以正向电压。5、开启电压UON,开启电压：电压在开启点以前几乎没有电流，电压一超过开启点，很快就显出欧姆导通特性，电流随电压增加迅速增大，开始发光。开启点电压因半导体材料的不同而异。GaAs是1.0V，GaAs1-xPx，Ga1-xAlxAs大致是1.5V（实际值因x值的不同而有些差异），GaP（红色）是1.8V，GaP（绿色）是2.0V，GaN 为2.5V 。,正向工作电流IF：它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。,正向工作电压VF：参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。
5、小功率彩色LED一般是在IF=20mA时测得的，正向工作电压VF在1.52.8V。功率级LED一般在IF=350mA时测得的，正向工作电压VF在24V。在外界温度升高时，VF将下降。,最大反向电压VRm：所允许加的最大反向电压。超过此值，发光二极管可能被击穿损坏。反向击穿电压也因材料而异，一般在-2V以上即可。,反向漏电：当加反向电压时，外加电场与内建势垒电场方向相同，便阻止了多数载流子的扩散运动，所以只有很小的反向电流流过管子。但是，当反向电压加大到一定程度时，结在内外电场的作用下，把晶格中的电子强拉出来，参与导电，因而此时反向电流突然增大，出现反向击穿现象。正向的发光管反向漏电流通常在IR
6、10A以下，反向漏电流IR， （V= -5V） GaP 为0，GaN 为10uA。反向电流越小，说明LED的单向导电性能越好。,三、LED的极限参数,1、最大允许工作电流IFM：由最大允许耗散功率来确定。最好在使用时不要用到最大工作电流。要根据散热条件来确定，一般只用到最大电流IFM的60%为好。2、最大允许正向脉冲电流IFP：一般是由占空比与脉冲重复频率来确定。LED工作于脉冲状态时，可通过调节脉宽来实现亮度调节，例如LED显示屏就是利用这个手段来调节亮度的。,三、LED的极限参数,3、反向击穿电压VR：一般要求反向电流为反向电压VR指定值的情况下测试，反向电流一般为5100A之间。反向击穿
7、电压通常不能超过20V。4、最大允许耗散功率Pmax=IFHVFH：一般按环境温度为25时的额定功率。当环境温度升高，则LED的最大允许耗散功率将会下降。,四、LED的其它电学参数,在高频电路中使用LED时1、结电容Cj2、响应时间：上升时间tr，下降时间t f。点亮时间比白炽灯快0.71s。按100km/h计算，19.424.7m提前刹车。,LED的电容一般包括PN结结电容和内引线分布电容等在内的总电容,PN结电容占主要地位。鉴于LED 的芯片有99mil (250250um)，1010mil，1111mil (280280um)，1212mil (300300um)，及封装结构的不同，电容
8、量也不同，有的远小于1PF，有的则达100PF以上。C-V 特性呈二次函数关系。由1MHZ 交流信号用C-V 特性测试仪测得。,LED C-V 特性,响应时间,LED响应时间是指：通一正向电流时开始发光和熄灭所延迟时间，标志LED反应速度。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 其响应时间小于10-9S。因此它们
9、可用在10100MHZ 的高频系统中。,LED产品参数实例,AOD 8mm 大功率LED标准品参数明细,LED极限参数实例,五、测量方法杭州市创惠仪器有限公司,1、CHL-1 LED 电参数测量仪主要用于LED电参数测量，仪器内置恒流源，正向电流数控输出，可准确、方便、快捷、高效测量LED的正向电压、反向漏电流。正向电压、反向电流上下限可设定声光报警 。,2、深圳泓宇光电子科技有限公司,一般二极管的伏安特性（理想）,一般二极管的伏安特性（实际）,一、填空：1、LED的IV曲线具有 性和 性特性。2、小功率LED的正向电压是正向电流在 mA时的电压。大功率LED的正向电压通常是是正向电流在 mA的电压二、名词解释LED 的点亮时间 LED 的熄灭时间三、简答1、画出一个LED的IV特性曲线，并注明它的工作区和反向击穿区。,作业,
