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1、LED电容的测量吕正徐英莹阮永顺(中国计量科学研究院,北京100013)摘要LED的电容测量分为工作状态时(亮态)和非工作状态时(暗态)。本文叙述了LED暗态电容的测量原理和方法,选择了3只具有代表性的LED进行测量,测出其暗态电容,找出了较理想的测量频率范围,并对测量结果进行了分析。本文还重点剖析了LED亮态时不能进行电容测量的原因。关键词LED电容亮态暗态TheCapacitanceMeasurementofLEDLvZhengXuYingyingRuanYongshun(NationalInstituteofMetrology,Bei
2、jing100013)Abstract:OperatingstateandnonoperatingstatearedistinguishedinthecapacitancemeasurementofLED.Thispaperintroducesthemeasuringprincipleandmethod.WeselectthreekindsofLEDstomeasure,andtheircapacitanceinnonoperatingstatearegained.Wefoundanidealrangeofmeasuringfrequency,andana
3、lyzesformeasuringdatum.Finally,thispaperexplainsthereasonthatnonmeasuringcapacitanceisimportantwhenLEDisinnonoperatingstate.Keywords:LED;capacitance;operatingstate;nonoperatingstate发生泄漏(电容性泄漏),亦即部分测量电流被分流引言掉了,其分流量与电容值呈正比。LED作为一种半导体二极管元器件,必定存在1LED暗态电容的测量方法电容,故会对LED的开关时间造成延迟效应,所以[2
4、]LED的电容是影响其构成电路频率响应的主要参11测量原理数。尤其是当LED用作显示屏的发光单元时,各只测量电容实质上是测量导纳,导纳Y的倒数又LED的电容差异须控制在一定范围内,以保证其开称阻抗:关时间的一致。因此,对LED电容的测量就显得非Y=jC(1)常必要。=2f(2)由中国光学光电子行业协会光电器件分会颁布式中,为圆频率;f为测量频率;C为电容。[1]的发光二极管测试方法(试行稿)中的36项,由于频率f是人为设定的,所以只要测出了导纳是LED总电容的测量方法。它只提到在规定频率Y,即测出了相应的电压和电流,就能得出电容C。下,LED两端
5、的电容测量,而没有具体确定测量频率但Y只是理想参数,因为不可能进行连接线为值。本文试图通过实验的方法,找出LED电容测量无穷短的测量。只有Y!才是可以确切定义并在电桥的最佳频率范围。对发光二极管而言,电容主要是会上精密测量的参数。所以,现代测量技术中倾向于研究Y!。当引线足够短时,Y!将趋向Y。电容有若干种测量方法。本文从测量频率范围和精度考虑,采用四端对导纳测量法,如图1所示。图2电容测量仪的线路示意图图1四端对导纳测量原理图可计算频率响应的阻抗标准器常采用该种连接形式,四端对导纳的定义为高电位同轴接口上的输入适用于高频范围的使用。电流与低电位输出电压
6、之比:四端对导纳一般用于最精密的测量,常用比例极∀I(3)Y!=∀U=0,I∀=I∀!,I∀=I∀!,I∀=I∀!,I∀=I∀!=0为准确的电桥进行比较测量,图3是上述仪器的测量∀20112210102020U10∀∀桥路,图中为阻抗,即导纳的倒数。式中,U20=0是指电压低端电位必须为零;I1=∀∀∀I1!或I2=I2!是指四端对导纳的四条同轴引线的心、皮电流应大小相等、方向相反,以保证无定向性;∀∀∀∀I10=I10!=0或I20=I20!=0是指电位线中不应流过电流,因此两条同轴电位引线的心、皮电流均应为零。利用
7、线性多端网络理论容易证明,上式3个条件的充分和必要性,即上述3条件能唯一地确定Y!。图3单端口同轴阻抗的等效电路限于篇幅,本文省略了这个证明。另外,当四个端对的净电流均为零时,四端对导纳也成为一个法拉第圆四端对导纳测量具有如下特点:筒式的全屏蔽结构,可有效屏蔽外界电磁场的干扰。(1)在电位低端采用等电位屏蔽保护电极的方条件1是用指零仪指零来保证的;而条件2则不能自式来减少外界的干扰,所以具有较好的相对稳定性。动满足,需采取负反馈自动等电位放大器措施加以保∀∀∀(2)测量端的4个BNC插头,作为高低电位端共证;条件3采用同轴扼流圈措施,保证I1=I1!,
8、I2=2根电流引线和高低
