LED 光电参数定义及其详解.docx

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1、3LED光电参数定义及其详解2.1LED发光原理LED的实质性结构是半导体PN结,核心部分由P型半组成的晶丿十,型半导体和N型半导体之间有一个过PN光原理可以用PN结的能带结构来做辭科。制作半导3体发光二极管的半导体材料是重扌参杂的，热平衡状态下的N区有很多迁移率很高率较低的空穴。在常态下及PN结阻扌当层的限制，iw纟合PN结力口以IEI由电压时,FM于夕卜加电场方InJ与势垒此势垒高7SI绎低态平衡，势垒区宽度变卒，产生少数破坏了PN结动载流子的电注入:侦。空穴从P区注入N区，同样电子从N区注入3lx流子将同该区的多数载流子复合，不断的将多余的能量以光的形式辐射出去

2、。2.2可见光谱光是一定波长范国内的一种电磁辐身寸。电磁辐射的波长范闱彳艮广，最短的如宇市射线，其波长只有予兆兆分之儿米（10*-10-姑111）,最长的如交流电，其波长可这数干公里。在电磁辐射范用内，只有波K为380nm到780nm的电磁辐射能够引起人的视觉，这段波长叫做可见光谱，如图2-1所示。图2-1电磁辐射波谱图2-1中所标数均以基本单位表示，即频率为赫兹（Hz）,波长为米（m）。由于使用上述单位时，波长的数值太大，有必雙佃用更小的单位来度S可UL光谱的波长，由此采用了标准毫微米（乂称纳米，符号为nm）,此处lnm=109mo人3II艮能起视覚反映的最长和最短

3、波长；7S0nm和380nm,它们分别处在光谱的红色端与紫色端。在电磁辐射范围内，还有紫外线、x射线、Y射线以及红外线、无线电波等。可见光、紫夕卜线和统夕卜线是原子与分子的发光辐身寸，称为光学辐射。X身寸线、Y身寸线等是激发原子内部的电于所产生的辐身寸，称为核子辐身寸。电扌辰动产生的电磁辐身寸称为无线也波。对于人求说，能为眼晴感受并产生视觉的光学辐射称为可见铜射；不能为眼目青感受，也不产生视觉的光凿辐射莉〈为不巨T1AL辐身寸。丙而，：)匕学辐射可进一步分为可见辐如和不可见辐射。來白夕卜界自勺可见4S身寸刺言，在月内中产生：＞匕、颜色、彳导对-夕卜界的认识刺激眼冃青吋

4、不能产生视宽，产生其它感觉，澈人的视觉器形4X等视觉印象，而挾O不可见辐身寸而作用在皮丿庆上有日寸会如紫外线产生3旋^南，或觉，红夕卜线产生灼衆V曲觉。严格^也说，只有利'手中有旨句多被目艮目青懸覚至I」的、并产生视说现象的辐以寸才是可见辐身寸或"T见光,統-称光。本文所指的光也就是这个定乂上的光。2.3LED发光器件光度学参数的测量e：施*：相关光度学与辐射度学参数有：1.光J1I1量中v(LuminousFlux):通过发光二极管的正向电流为规定值时，器件光学窗口发射的光通量。2.发光强度Iv(LuminousIntensity)：光源在单位、'/.体角内发射的光

5、通最，可表示为Iv=dC/dQ°3.相对光谱能量(功率)分布P()(RelativeSpectralDistributions):在光辐射波长范围内，各个波长的轴射能量分布情况。4.峰值发射波长p(Peak-emissionWavelength):光谱车畐射功率最大的值所对应的波长。5.光谱半波宽△(FullWidthHalfMaximum.FWHM):峰值发射波长的辐射功率的1/2所对应两波长的间隔。2.3.1LED光通量3在辐射度学上，LED犒射通量e用来衡量发光二极管在单位时问内发射的息的电磁功率，单位是W（瓦）。它通常表示LED在空间4n座范围内，每秒钟所发山

6、的功率。LED光源发射的幅身寸通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光iffiMv，单位是流明（Im）,与辐射通最的概念类似，它是LED光源向整个空问在单位吋间内发身寸的能弓I起人眼视觉的辐別通量。但要考虑人口艮又寸不冋波长的可见光的光懸覚是不同的，国际照明委员会（CIE）为人目艮丿成光对不同波长单色光的灵敏作了凶结，在明视说条件（亮度为3cd/m2以上）下,结出人眼标冲光度观测者3漕光效率函数v（射通量如图2-2所示，其中以下）效率。明视说条［牛下，辐射0.8V()光谱）匕效率函数2-1：i旬光［函量:的转彳匕表诂式亘r以表示为：0.7日音视'0.4-牛"辐芈量:向毕1

7、通量:的转化表诂式可以表示为:/e）2-2）380则尊以明‘视觉条件仰为测量条件，并旦在LED的测量了禅至U1'」准所的测I皐宿果，/必须把LED起来，0.3-t射的光辐射噜夢收集他扌勰U谶（丿泌駐声顽泌^彌光度观测者光谱火;效*.函敬的定枷附应）啊它线性J也转换成光电泌"‘8再通过定标确定被测量的大小C20JO）,它在555nm上有最大值，此时1W辐等于6831m,）为暗视觉条件（亮度为0.OOlcd/m2的光谱光视2.3.2LED发光强度发，季爾虛的概念蓼求光源是一个点光源，或者蓼欢光刃京的穴.寸禾口扌灸7则屛的面积与离光探测器的距离相比足够小，