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LED综合特性测试实验

在LED两端加反向电压，只有微安级的反向电流。反向电压超过击穿电压后，管子被击穿损坏。为安全起见，激励电源提供的最大反向电压应低于击穿电压。

2.光电特性测试

光强是描述LED光度学特性最为重要的参数，它表征了光源在指定方向上单位立体角内发射的光通量，在不同的空间角下，LED将表现出不同的光强大小。

LED光源发射的辐射通量中能引起人眼视觉的那部分，称为光通量，单位是流明，与辐射通量的概念类似，它是LED光源向整个空间在单位时间内发射的能引起人眼视觉的辐射通量。

积分球测量光通量，积分球是一个球形空腔，由内壁涂有均匀白色漫反射层的球壳组装而成，被测LED置于空腔内。LED器件发射的光辐射经积分球壁的多次反射，使整个球壁上的照度均匀分布，可用一置于球壁上的探测器来测量这个与光通量成比例的光的照度。

3.LED输出光空间分布特性测量

发光二极管的芯片和结构及封装方式不同，输出光的空间分布一样，当方向角改变时，发射强度相应改变。发射强度降为峰值的一半时，对应的角度称为方向半值角。

4.色度学测试

在色度研究中，常使用分光光谱测量法。在分光光谱法测量色度系统中，光谱仪是重要的组成部分没。在该测量系统中使用具有光谱分辨率高的光栅光谱仪等进行色度测量。可调恒流源与LED连接，用电流调节旋钮调节输出电流使LED正常工作。光纤光谱仪的光线探头插入积分球光纤连接口，收集光谱信号。光纤光谱仪与计算机连接，测得的光源光谱功率由计算机进行数据处理，并计算得到色度坐标，从而计算出色温、显色指数等色度学参数。

热特性测试

当电流流过LED器件时，PN结的温度将上升，我们把PN结的温度定义为LED的结温。通常被理解为LED芯片的温度。其形成是由于LED空穴、电子运动，一部分能量产生有效的光电效应，发出光子；另一部分是以发热的形式消耗掉，从而导致PN结芯片发热。

实验仪器

恒流源，恒压源，程控脉冲电源，温控电源，电源线，USB连接线

实验内容

1.电学特性测试

将LED正负极对应插装到夹具的正负接口上，将软件界面选为光电特性测试界面，选择伏安特性测试实验，将可调恒压源电压调节旋钮逆时针调节到底，打开恒压源电源开关，在软件界面内点击数据采集端口，并进行测量。

2.光电特性测试

调整光路，使激光光线与光阑筒的中心轴重合。将LED灯具插装于夹具上，用导线连接好夹具和恒流源，将照度计探头的保护盖拧下并置于光阑筒末端，并将照度计连接头插于面板的A端口。打开软件，依次记录电压、电流、光强数据。

将恒流源调整到初始状态，一次更换红、黄、绿、蓝、白色LED进行测试。

将照度计选为光通量档，分别将白、红、绿、蓝四种待测LED灯插装至夹具，将夹具插装至光源入口，将校准好的照度计探头装至探头入口。分别在软件中采集各LED电流，电压，光通量数据，分别计算每组的发光效率。

3.LED输出光空间分布特性测量

调整光路，同电学特性测试，并记录下对应角度盘上角度值。在软件中选中光空间分布特性测试，然后将角度盘与固定架转盘共同向左或向右旋转90°，作为空间起始角-90°的位置。

更换光源的圆头、草帽头、平头三中封装形状LED进行测试。

4.色度学测试

首先用光纤光谱仪测量标准光源的实际光谱能量分布。在软件内会呈现标准A光源的实际相对光谱功率分布曲线，调节积分时间将该曲线显示在界面合适的位置。

再次测量标准卤素灯的实际相对光谱功率分布是否与理论的标准黑体辐射曲线重合，，若两条功率分布曲线基本重合，说明校准成功。关闭卤素灯，将LED正确的插装在光源夹具上，并用红黑导线连接到恒流源上，调节恒流源使LED正常工作，将光源夹具插装到积分球光源入口处，即可得到LED的色度学参数。

数据结果

1.伏安特性曲线实验结果

电流与光强关系图

电流与光通量关系图

电流与发光效率关系图

15mA时VT系数测试

20mA时VT系数测试

25mA时VT系数测试

30mA时VT系数测试

小电流K系数测试结果图

结温测试结果图

草帽头输出光空间分布特性测量

圆头输出光空间分布特性测量

平头白色输出光空间分布特性测量

平头蓝光输出光空间分布特性测量

钨灯光源功率分布

测试所得功率图与理论功率分布曲线比较图

蓝色LED色度学测试结果图

绿色LED色度学测试结果图

红色LED色度学测试结果图

白色LED色度学测试结果图

六、结果讨论

1.在热特性测试实验中，需要控制温度的变化，使得温度在测试值附近变化不大，否则会使得测量数据出现较大的偏差。在温度超出测试值需要降温时，时间不可太长，因为温度下降较快，会迅速低于测试值。

2.在输出光空间分布特性的测量中可以看出，未加透镜的发光二极管，方向