LED的电学特性、光学特性及热学特性-LED技术论文(1)

上传者：网友
|

翻新时间：2022-12-11

收藏到账号

全屏

LED的电学特性、光学特性及热学特性-LED技术论文(1)

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：光谱回应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。

LED电学特性 A. 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。

(1) 正向死区：(图oa或oa′段)a点对于V0 为开启电压，当V

(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。 V>0时，V>VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT

(3)反向死区：V<0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<- VR ，VR 称为反向击穿电压;VR 电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V<- VR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。 B . C-V特性 LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容(零偏压)C≈n+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。

C.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=UF×IF LED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Tj>Ta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)。

D.回应时间回应时间表征某一显示器跟踪外部资讯变化的快慢。现有几种显示LCD(液晶显示)约10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都达到10-6~10-7S(us级)。

LED光学特性发光二极体有红外(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。 A.发光法向光强及其角分佈Iθ 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，故都具有很强指向性：位于法向方向光强最大，其与水平面交角为90°。当偏离正法向不同θ角度，光强也随之变化。

发光强度随着不同封装形状而强度依赖角方向。发光强度的角分佈Iθ是描述LED发光在空间各个方向上光强分佈。

它主要取决于封装的工艺(包括支架、模粒头、环氧树脂中添加散射剂与否) B.发光峰值波长及其光谱分佈 LED发光强度或光功率输出随着波长变化而不同，绘成一条分佈曲线——光谱分佈曲线。当此曲线确定之后，器件的有关主波长、纯度等相关色度学参数亦随之而定。

LED的光谱分佈与制备所用化合物半导体种类、性质及pn结结构(外延层厚度、掺杂杂质)等有关，而与器件的几何形状、封装方式无关。 C. LED 光谱分佈曲线 1蓝光InGaN/GaN 2 绿光 GaP:N 3 红光 GaP:Zn-O 4 红外GaAs 5 Si光敏光电管 6 标准钨丝灯 ① 是蓝色InGaN/GaN发光二极体，发光谱峰λp = 460～465nm; ② 是绿色GaP:N的LED，发光谱峰λp = 550nm; ③ 是红色GaP:Zn-O的