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发光二极管的参数是多少?

所属分类:凤凰彩票平台新闻 发布时间:2019-07-05 19:10 作者:凤凰彩票_凤凰彩票 文章来源:凤凰彩票平台

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  可选中1个或众个下面的合头词,探索联系原料。也可直接点“探索原料”探索一共题目。

  2013-08-17开展总计LED紧要参数与特征LED是诈骗化合物原料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特征:I-V特征、C-V特征和光学特征:光谱呼应特征、发光光强指向特征、年华特征以及热学特征。

  1.1 I-V特征 外征LED芯片pn结制备功能紧要参数。LED的I-V特征具有非线性、整流性子:单诱导电性,即外加正偏压体现低接触电阻,反之为高接触电阻。

  (1) 正向死区:(图oa或oa′段)a点关于V0 为开启电压,当V<Va,外加电场尚取胜不少因载流子扩散而造成势垒电场,此时R很大;开启电压关于区别LED其值区别,GaAs为1V,赤色GaAsP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。

  (4)反向击穿区 V<- VR ,VR 称为反向击穿电压;VR 电压对应IR为反向泄电流。当反向偏压从来扩张使V<- VR时,则浮现IR卒然扩张而浮现击穿外象。因为所用化合物原料品种区别,种种LED的反向击穿电压VR也区别。

  C-V特征呈二次函数合联(如图2)。由1MHZ调换信号用C-V特征测试仪测得。

  LED使命时,外加偏压、偏流必定促使载流子复合发出光,另有一片面变为热,使结温升高。若结温为Tj、外部情况温度为Ta,则当Tj>Ta时,内部热量借助管座向外传热,懒散热量(功率),可示意为P = KT(Tj – Ta)。

  响适年华外征某一显示器跟踪外部音信蜕化的疾慢。现有几种显示LCD(液晶显示)约10-3~10-5S,CRT、PDP、LED都到达10-6~10-7S(us级)。

  ① 响适年华从行使角度来看,便是LED点亮与熄灭所延迟的年华,即图中tr 、tf 。图中t0值很小,可忽视。

  LED的点亮年华——上升年华tr是指接通电源使发光亮度到达寻常的10%着手,从来到发光亮度到达寻常值的90%所始末的年华。

  LED 熄灭年华——低落年华tf是示寻常发光削弱至原本的10%所始末的年华。

  发光二极管有红外(非可睹)与可睹光两个系列,前者可用辐射度,后者可用光度学来量度其光学特征。

  2.1.1 发光强度(法向光强)是外征发光器件发光强弱的主要功能。LED大方使用哀求是圆柱、圆球封装,因为凸透镜的效力,故都具有很强指向性:位于法向偏向光强最大,其与程度面交角为90°。当偏离处死向区别θ角度,光强也随之蜕化。发光强度跟着区别封装形势而强度依赖角偏向。

  2.1.2 发光强度的角分散Iθ是描写LED发光正在空间各个偏向上光强分散。它紧要取决于封装的工艺(征求支架、模粒头、环氧树脂中增添散射剂与否)

  ⑵ 眼前几种常用封装的散射角(2θ1/2角)圆形LED:5°、10°、30°、45°

  ⑴ LED发光强度或光功率输出跟着波长蜕化而区别,绘成一条分散弧线——光谱分散弧线。当此弧线确定之后,器件的相合主波长、纯度等联系色度学参数亦随之而定。

  LED的光谱分散与制备所用化合物半导体品种、性子及pn结构造(外延层厚度、掺杂杂质)等相合,而与器件的几何形势、封装形式无合。

  由图可睹,无论什么原料制成的LED,都有一个相对光强度最强处(光输出最大),与之相对应有一个波长,此波长叫峰值波长,用λp示意。惟有单色光才有λp波长。

  ⑵ 谱线宽度:正在LED谱线的峰值两侧△λ处,存正在两个光强等于峰值(最大光强度)一半的点,此两点分离对应λp-△λ,λp+△λ之间宽度叫谱线宽度,也称半功率宽度或半高宽度。

  ⑶ 主波长:有的LED发光不只是简单色,即不单有一个峰值波长;乃至有众个峰值,并非单色光。为此描写LED色度特征而引入主波长。主波长便是人眼所能观看到的,由LED发出紧要单色光的波长。单色性越好,则λp也便是主波长。

  如GaP原料可发绝伦个峰值波长,而主波长惟有一个,它会跟着LED持久使命,结温升高而主波长方向长波。

  光通量F是外征LED总光输出的辐射能量,它象征器件的功能优劣。F为LED向各个偏向发光的能量之和,它与使命电流直接相合。跟着电流扩张,LED光通量随之增大。可睹光LED的光通量单元为流明(lm)。

  LED向外辐射的功率——光通量与芯片原料、封装工艺程度及外加恒流源巨细相合。目前单色LED的光通量最大约1 lm,白光LED的F≈1.5~1.8 lm(小芯片),关于1mm×1mm的功率级芯片制成白光LED,其F=18 lm。

  ① LED出力有内部出力(pn结相近由电能转化成光能的出力)与外部出力(辐射到外部的出力)。前者只是用来剖析和评议芯片优劣的特征。

  LED光电最主要的特征是用辐射出光能量(发光量)与输入电能之比,即发光出力。

  ② 视觉聪慧度是行使照明与光度学中极少参量。人的视觉聪慧度正在λ = 555nm处有一个最大值680 lm/w。若视觉聪慧度记为Kλ,则发光能量P与可睹光通量F之间合联为 P=∫Pλdλ ; F=∫KλPλdλ

  ③ 发光出力——量子出力η=发射的光子数/pn结载流子数=(e/hcI)∫λPλdλ

  它是评议具有外封装LED特征,LED的流明出力高指正在同样外加电流下辐射可睹光的能量较大,故也叫可睹光发光出力。以下列出几种常睹LED流明出力(可睹光发光出力):

  品格优越的LED哀求向外辐射的光能量大,向外发出的光尽能够众,即外部出力要高。本相上,LED向外发光仅是内部发光的一片面,总的发光出力应为

  η=ηiηcηe ,式中ηi向为p、n结区少子注入出力,ηc为正在势垒区少子与众子复合出力,ηe为外部出光(光取出出力)出力。

  因为LED原料折射率很高ηi≈3.6。当芯片发出光正在晶体原料与气氛界面时(无环氧封装)若笔直入射,被气氛反射,反射率为(n1-1)2/(n1+1)2=0.32,反射出的占32%,鉴于晶体自己对光有相当一片面的罗致,于是大大下降了外部出光出力。

  为了进一步普及外部出光出力ηe可选用以下办法:① 用折射率较高的透后原料(环氧树脂n=1.55并不睬念)遮盖正在芯片皮相;② 把芯片晶体皮相加工成半球形;

  ③ 用Eg大的化合物半导体作衬底以淘汰晶体内光罗致。有人也曾用n=2.4~2.6的低熔点玻璃[因素As-S(Se)-Br(I)]且热塑性大的作封帽,可使红外GaAs、GaAsP、GaAlAs的LED出力普及4~6倍。

  亮度是LED发光功能又一主要参数,具有很强偏向性。其处死线偏向的亮度BO=IO/A,指定某偏向上发光体皮相亮度等于发光体皮相上单元投射面积正在单元立体角内所辐射的光通量,单元为cd/m2 或Nit。

  若光源皮相是理念漫反射面,亮度BO与偏向无合为常数。明朗的蓝天和荧光灯的皮相亮度约为7000Nit(尼特),从地面看太阳皮相亮度约为14×108Nit。

  LED亮度与外加电流密度相合,通常的LED,JO(电流密度)扩张BO也近似增大。此外,亮度还与情况温度相合,情况温度升高,ηc(复合出力)低落,BO减小。当情况温度稳定,电流增大足以惹起pn结结温升高,温升后,亮度呈饱和形态。

  老化:LED发光亮度跟着长年华使命而浮现光强或光亮度衰减外象。器件老化水准与外加恒流源的巨细相合,可描写为Bt=BO e-t/τ,Bt为t年华后的亮度,BO为初始亮度。

  经常把亮度降到Bt=1/2BO所始末的年华t称为二极管的寿命。测定t要花很长的年华,经常以算计求得寿命。丈量格式:给LED通以必定恒流源,点燃103 ~104 小时后,先后测得BO ,Bt=1000~10000,代入Bt=BO e-t/τ求出τ;再把Bt=1/2BO代入,可求出寿命t。

  持久以后总以为LED寿命为106小时,这是指单个LED正在IF=20mA下。跟着功率型LED斥地使用,外洋学者以为以LED的光衰减百分比数值举动寿命的按照。如LED的光衰减为原本35%,寿命>6000h。

  LED的光学参数与pn结结温有很大的合联。通常使命正在小电流IF<10mA,或者10~20 mA长年华连绵点亮LED温升不显著。若情况温度较高,LED的主波长或λp 就会向长波长漂移,BO也会低落,特别是点阵、大显示屏的温升对LED的牢靠性、安稳性影呼应特意计划散射透风装配。

  LED的主波长随温度合联可示意为λp( T′)=λ0(T0)+△Tg×0.1nm/℃

  由式可知,每当结温升高10℃,则波长向长波漂移1nm,且发光的匀称性、一概性变差。这关于举动照明用的灯具光源哀求小型化、聚集罗列以普及单元面积上的光强、光亮度的计划特别应贯注用散热好的灯具外壳或特意通用筑造、确保LED持久使命。

  明晰合股人教训大家选取数:8999获赞数:59864关于根本办公软件对比擅长。向TA提问开展总计LED紧要参数与特征LED是诈骗化合物原料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特征:I-V特征、C-V特征和光学特征:光谱呼应特征、发光光强指向特征、年华特征以及热学特征。1、LED电学特征

  1.1 I-V特征 外征LED芯片pn结制备功能紧要参数。LED的I-V特征具有非线性、整流性子:单诱导电性,即外加正偏压体现低接触电阻,反之为高接触电阻。

  (1) 正向死区:(图oa或oa′段)a点关于V0 为开启电压,当V<Va,外加电场尚取胜不少因载流子扩散而造成势垒电场,此时R很大;开启电压关于区别LED其值区别,GaAs为1V,赤色GaAsP为1.2V,GaP为1.8V,GaN为2.5V。

  (4)反向击穿区 V<- VR ,VR 称为反向击穿电压;VR 电压对应IR为反向泄电流。当反向偏压从来扩张使V<- VR时,则浮现IR卒然扩张而浮现击穿外象。因为所用化合物原料品种区别,种种LED的反向击穿电压VR也区别。

  C-V特征呈二次函数合联(如图2)。由1MHZ调换信号用C-V特征测试仪测得。

  LED使命时,外加偏压、偏流必定促使载流子复合发出光,另有一片面变为热,使结温升高。若结温为Tj、外部情况温度为Ta,则当Tj>Ta时,内部热量借助管座向外传热,懒散热量(功率),可示意为P = KT(Tj – Ta)。

  响适年华外征某一显示器跟踪外部音信蜕化的疾慢。现有几种显示LCD(液晶显示)约10-3~10-5S,CRT、PDP、LED都到达10-6~10-7S(us级)。

  ① 响适年华从行使角度来看,便是LED点亮与熄灭所延迟的年华,即图中tr 、tf 。图中t0值很小,可忽视。

  LED的点亮年华——上升年华tr是指接通电源使发光亮度到达寻常的10%着手,从来到发光亮度到达寻常值的90%所始末的年华。

  LED 熄灭年华——低落年华tf是示寻常发光削弱至原本的10%所始末的年华。

  发光二极管有红外(非可睹)与可睹光两个系列,前者可用辐射度,后者可用光度学来量度其光学特征。

  2.1.1 发光强度(法向光强)是外征发光器件发光强弱的主要功能。LED大方使用哀求是圆柱、圆球封装,因为凸透镜的效力,故都具有很强指向性:位于法向偏向光强最大,其与程度面交角为90°。当偏离处死向区别θ角度,光强也随之蜕化。发光强度跟着区别封装形势而强度依赖角偏向。

  2.1.2 发光强度的角分散Iθ是描写LED发光正在空间各个偏向上光强分散。它紧要取决于封装的工艺(征求支架、模粒头、环氧树脂中增添散射剂与否)

  ⑵ 眼前几种常用封装的散射角(2θ1/2角)圆形LED:5°、10°、30°、45°

  ⑴ LED发光强度或光功率输出跟着波长蜕化而区别,绘成一条分散弧线——光谱分散弧线。当此弧线确定之后,器件的相合主波长、纯度等联系色度学参数亦随之而定。

  LED的光谱分散与制备所用化合物半导体品种、性子及pn结构造(外延层厚度、掺杂杂质)等相合,而与器件的几何形势、封装形式无合。

  由图可睹,无论什么原料制成的LED,都有一个相对光强度最强处(光输出最大),与之相对应有一个波长,此波长叫峰值波长,用λp示意。惟有单色光才有λp波长。

  ⑵ 谱线宽度:正在LED谱线的峰值两侧△λ处,存正在两个光强等于峰值(最大光强度)一半的点,此两点分离对应λp-△λ,λp+△λ之间宽度叫谱线宽度,也称半功率宽度或半高宽度。

  ⑶ 主波长:有的LED发光不只是简单色,即不单有一个峰值波长;乃至有众个峰值,并非单色光。为此描写LED色度特征而引入主波长。主波长便是人眼所能观看到的,由LED发出紧要单色光的波长。单色性越好,则λp也便是主波长。

  如GaP原料可发绝伦个峰值波长,而主波长惟有一个,它会跟着LED持久使命,结温升高而主波长方向长波。

  光通量F是外征LED总光输出的辐射能量,它象征器件的功能优劣。F为LED向各个偏向发光的能量之和,它与使命电流直接相合。跟着电流扩张,LED光通量随之增大。可睹光LED的光通量单元为流明(lm)。

  LED向外辐射的功率——光通量与芯片原料、封装工艺程度及外加恒流源巨细相合。目前单色LED的光通量最大约1 lm,白光LED的F≈1.5~1.8 lm(小芯片),关于1mm×1mm的功率级芯片制成白光LED,其F=18 lm。

  ① LED出力有内部出力(pn结相近由电能转化成光能的出力)与外部出力(辐射到外部的出力)。前者只是用来剖析和评议芯片优劣的特征。

  LED光电最主要的特征是用辐射出光能量(发光量)与输入电能之比,即发光出力。

  ② 视觉聪慧度是行使照明与光度学中极少参量。人的视觉聪慧度正在λ = 555nm处有一个最大值680 lm/w。若视觉聪慧度记为Kλ,则发光能量P与可睹光通量F之间合联为 P=∫Pλdλ ; F=∫KλPλdλ

  ③ 发光出力——量子出力η=发射的光子数/pn结载流子数=(e/hcI)∫λPλdλ

  它是评议具有外封装LED特征,LED的流明出力高指正在同样外加电流下辐射可睹光的能量较大,故也叫可睹光发光出力。以下列出几种常睹LED流明出力(可睹光发光出力):

  品格优越的LED哀求向外辐射的光能量大,向外发出的光尽能够众,即外部出力要高。本相上,LED向外发光仅是内部发光的一片面,总的发光出力应为

  η=ηiηcηe ,式中ηi向为p、n结区少子注入出力,ηc为正在势垒区少子与众子复合出力,ηe为外部出光(光取出出力)出力。

  因为LED原料折射率很高ηi≈3.6。当芯片发出光正在晶体原料与气氛界面时(无环氧封装)若笔直入射,被气氛反射,反射率为(n1-1)2/(n1+1)2=0.32,反射出的占32%,鉴于晶体自己对光有相当一片面的罗致,于是大大下降了外部出光出力。

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