LED特性测量实验Word文件下载.docx
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CIE标准条件A和B。
两个条件都要求所用的探测器有一个面积为1cm2的圆入射孔径，LED面向探测器放置，并且保证LED的机械轴通过探测器的孔径中心。
本实验中使用的是亮度比较低的LED，所以使用条件B，使LED顶端到探测器的距离为100mm。
（3）发光效率
光源发出的光通量除以所消耗的功率（单位是lm/w）。
它是衡量光源节能的重要指标。
其计算关系式定义为:
其中
，
分别是发光二极管的正向电流和正向电压。
（4）V－I特性
由于在耗尽层中的载流子复合有一定的几率，在正向电压小于阈值电压时，耗尽层中的载流子很少，复合几率也比较低，正向电流极小，不发光。
当电压超过阈值后，正向电流随电压迅速增加。
由V－I曲线可以得出LED的正向电压，反向电流以及反向电压等参数。
（5）P－I特性
P－I特性就是LED的轴向光强与正向注入电流关系特征。
我们用光功率计来测量它的P－I特性测试图如图2所示。
五、实验步骤
1、开始实验前先认真阅读精密数显直流稳流稳压电源、积分球（Φ＝30cm）、多功能光度计等的使用说明和注意事项，熟悉仪器。
2、设置精密数显直流稳流稳压电源的电压输出为0V，连接好积分球和稳压源的导线，将待测的LED放入积分球，关好积分球。
3、设置电压不断改变电压的数值，对于黄绿光LED直到2.4V为止，对于白光LED到3.5V为止，记录每个电压值对应的电流值以及光通量值。
得到V－I特性曲线和光通量的变化曲线，计算得到各个LED的发光效率。
4、如图2所示将LED从积分球中取出，安装在支架上，使LED顶端到光功率计的距离为100mm。
在黑暗条件下，在给LED偏置电压之前，调节光功率计的零点。
然后逐渐增加电压，观察并记录电流和光功率的关系。
得到LED的P－I特性曲线。
【实验电路图】
图1 LEDV－I特性测试电路图
图2 LEDP－I特性测试装置图
【实验步骤】
3、设置电压不断改变电压的数值，记录每个电压值对应的电流值以及光通量值。
4、将LED从积分球中取出，安装在支架上，使LED顶端到光功率计的距离为100mm。
【实验数据处理】
1.测量LED灯光通量，计算发光效率
1蓝色LED：
测得的电压、电流、光通量及计算得的发光效率如下表所示：
电压/V
电流/mA
光通量/lm
发光效率η
2.5011
1.3
2.5622
2.624
1.4
0.03
8.166376
2.6858
1.6
0.08
18.61643
2.8095
2
0.52
92.54316
2.8915
3
2.09
240.9361
3.0151
4.1
3.82
309.0137
3.0761
5
5.44
353.6946
3.1379
6.3
7.33
370.7869
3.1996
7.8
9.45
378.6531
3.2406
9
10.98
376.4735
3.2815
10.3
12.69
375.4499
3.3025
11.1
13.67
372.9089
3.3434
12.7
15.65
368.572
3.3643
13.6
16.81
367.3957
3.3844
14.6
17.93
362.8656
3.4052
15.6
19.08
359.1792
3.426
16.6
20.29
356.7686
3.4462
17.8
21.53
350.981
3.4669
19.1
22.85
345.0734
3.487
20.4
24.3
341.605
3.5079
21.8
25.76
336.8544
3.5287
23.2
27.19
332.1288
3.5489
24.8
28.78
326.9982
3.5697
26.5
30.48
322.2088
3.5898
28.2
32.32
319.2655
28.8
32.73
316.5798
由上表可作得电压与发光效率的关系曲线：
可见，在一定围，发光效率大致随电压的增大而增大。
2绿色LED：
2.2827
2.3855
0.11
2.5502
1.84
2.7147
3.76
2.7756
0.5
5.66
4078.397
2.8583
1.1
10.08
3205.974
2.9612
2.2
20.43
3136.014
3.
3.2
29.93
3093.988
3.084
4.4
41.71
3073.783
3.1458
5.9
55.83
3008.
3.1867
7.3
66.76
2869.804
3.2285
8.7
78.1
2780.552
3.2485
9.5
83.98
2721.256
3.2694
90.1
2675.59
3.2893
11.2
96.17
2610.466
3.3104
12.2
102.64
2541.419
3.3313
13.4
110.13
2467.102
3.3513
14.4
116.53
2414.693
3.3722
123.48
2347.246
3.3922
16.8
130.15
2283.776
3.4131
18.1
137.16
2220.24
3.434
19.5
144.37
2155.967
3.454
20.9
151.44
2097.838
3.475
22.4
158.73
2039.183
3.495
23.9
166.18
1989.453
3.5159
25.9
173.67
1907.166
3.5369
27.7
181.32
1850.73
3.5568
29.6
188.62
1791.582
3.5177
31.9
.15
1756.901
3.5977
34.4
205.04
1656.743
可见，在一定围，发光效率大致随电压的增大而减少。
2.测量LEDV-I特性曲线以及P-I特性曲线
1绿色LED：
测得电压、电流和功率如下表所示：
电压U/V
电流I/A
功率/mW
2.8
0.004
2.9
0.005
0.007
0.001
3.05
3.1
0.008
0.002
3.15
0.009
0.003
0.01
3.25
0.012
3.3
0.013
3.35
0.014
0.006
3.4
0.016
3.45
0.018
3.5
0.
3.55
0.011
3.6
0.027
3.65
0.015
由上表可作得LEDV-I特性曲线以及P-I特性曲线，如下图所示：
可见，当电压大于2.9v时，电流与功率大致随电压的增大而增大。
可以推知，该LED的导通电压约为2.9v。
2红色LED：
1.5
1.65
1.7
1.75
1.78
1.8
1.82
1.85
0.02
0.032
1.87
1.9
0.026
0.039
1.95
0.034
0.041
0.052
可见，当电压大于1.6v时，电流与功率大致随电压的增大而增大。
可以推知，该LED的导通电压约为1.6v。
【思考题】
1、为什么LED的发光强度的测量值（cd）不能转换成光通量（lm）？
答：
因为发光强度和光通量的关系为
，发光强度是指定方向上光源发光的强弱。
现在的情况是测出来的也不完全是LED的发光强度的测量值，对于它的球面角也无法准确测量，所以不能直接转换成光通量。
2、有哪些方法可以提高LED的发光强度？
由
可以知道，提高LED的输出功率，减小LED的输出角度等，可以提高LED的发光强度。
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