LED电学特性程立文

1、LED的电学特性内容 一、一、LED的电流的电流-电压特性图电压特性图 二、二、LED的电学指标的电学指标 三、三、LED的极限参数的极限参数 四、四、LED的其它电学参数的其它电学参数 五、电参数测量仪五、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与与一般二极管输入伏安特性曲线一般二极管输入伏安特性曲线相似相似1、OA段：正向死区 VA（Uon）为）为LED发光的开启电压。

2、发光的开启电压。 红色（黄色）红色（黄色）LED的开启电压一般为的开启电压一般为22.5V 绿色（蓝色）绿色（蓝色）LED的开启电压一般为的开启电压一般为33.5V1、AB段：工作区 一般是随着电压增加电流也跟着增加，发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。光亮度也跟着增大。 特别注意，如果不加任何保护，当正向电特别注意，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，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。会因电流增大而烧坏发光二极管。1、OC段：反向死区 发光二极

3、管加反向电压是不发光的，但有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，一般反向电流。这个反向电流通常很小，一般在几在几A之内。之内。 19901995年，为年，为10A 19952000年，为年，为5A 目前一般是，为目前一般是，为3A以下，但基本上是以下，但基本上是0A1、CD段：反向击穿区 发光二极管的反向电压一般不要超过发光二极管的反向电压一般不要超过10V，最大不得超过最大不得超过15V。超过这个电压，就会出。超过这个电压，就会出现反向击穿，导致现反向击穿，导致LED报废。报废。同一品牌和不同品牌LED伏安特性不同温度下的LED伏安特性二、LED的电学指标 1

4、、正向电压、正向电压 VF：LED正向电流在正向电流在20mA时的时的正向电压。正向电压。 2、正向电流、正向电流 IF：对于小功率：对于小功率LED，目前全世，目前全世界一致定为界一致定为20mA，这是小功率，这是小功率LED的正常的正常工作电流。但目前出现了大功率工作电流。但目前出现了大功率LED的芯片，的芯片，所以所以IF就要根据芯片的规格来确定正向工作就要根据芯片的规格来确定正向工作电流电流二、LED的电学指标 3、反向漏电流、反向漏电流IR：按：按LED以前的常规规定，以前的常规规定，指反向电压在指反向电压在5V时的反向漏电流。如上面时的反向漏电流。如上面所说，随着发光二极管性能的提

5、高，反向所说，随着发光二极管性能的提高，反向漏电流会越来越小，但大功率漏电流会越来越小，但大功率LED芯片尚未芯片尚未明确规定。明确规定。 4、工作时的耗散功率、工作时的耗散功率PD：即正向电流乘以：即正向电流乘以正向电压。正向电压。 5、开启电压、开启电压UONBCO O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2.5

6、V 。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。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

7、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IR10A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、最大允许工作电流IFM：由最大允许耗散：由最大允许耗散功率来确定。最好在使用时不要用到最大功率来确定。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，一般工作电流。要根据散热条件来确定，一般只用到最大电流只用到最大电流IFM的的60%为好。为好

8、。 2、最大允许正向脉冲电流、最大允许正向脉冲电流IFP：一般是由占：一般是由占空比与脉冲重复频率来确定。空比与脉冲重复频率来确定。LED工作于脉工作于脉冲状态时，可通过调节脉宽来实现亮度调冲状态时，可通过调节脉宽来实现亮度调节，例如节，例如LED显示屏就是利用这个手段来调显示屏就是利用这个手段来调节亮度的。节亮度的。三、LED的极限参数 3、反向击穿电压、反向击穿电压VR：一般要求反向电流为：一般要求反向电流为反向电压反向电压VR指定值的情况下测试，反向电指定值的情况下测试，反向电流一般为流一般为5100A之间。反向击穿电压通常之间。反向击穿电压通常不能超过不能超过20V。 4、最大允许耗散

9、功率、最大允许耗散功率Pmax=IFHVFH：一般：一般按环境温度为按环境温度为25时的额定功率。当环境时的额定功率。当环境温度升高，则温度升高，则LED的最大允许耗散功率将会的最大允许耗散功率将会下降。下降。四、LED的其它电学参数 在高频电路中使用在高频电路中使用LED时时 1、结电容、结电容Cj 2、响应时间：上升时间、响应时间：上升时间tr，下降时间，下降时间t f。 点亮时间比白炽灯快点亮时间比白炽灯快0.71s。 按按100km/h计算，计算，19.424.7m提前刹车。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

10、片有99mil (250250um)，1010mil，1111mil (280280um)，1212mil (300300um)，及封装结构的不同，电容量也不同，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

11、 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。因此它们可用在10100MHZ 的高频系统中。 LED产品参数实例AOD 8mm 大功率大功率LED标准品参数明细标准品参数明细 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电参数测量仪主要用于LED电电参数测量，仪器内置恒流源，正向电流数参数测量，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、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反向电流上下限可设定声光报警 。2、深圳泓宇光电