测量
一般检测普通发光二极管的检测
(1)用万用表检测。利用具有×10kω挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时,二极管正向电阻阻值为几十至200kω,反向电阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞,反向电阻值很小或为0,则易损坏。这种检测方法,不能实质地看到发光管的发光情况,因为×10kω挡不能向led提供较大正向电流。
如果有两块指针万用表(最好同型号)可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极(p区),余下的“+”笔接被测发光管的负极(n区)。两块万用表均置×10kω挡。正常情况下,接通后就能正常发光。若亮度很低,甚至不发光,可将两块万用表均拨至×1mω若,若仍很暗,甚至不发光,则说明该发光二极管性能不良或损坏。应注意,不能一开始测量就将两块万用表置于×1mω,以免电流过大,损坏发光二极管。
(2)外接电源测量。用3v稳压源或两节串联的干电池及万用表(指针式或数字式皆可)可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10所示连接电路即可。如果测得vf在1.4~3v之间,且发光亮度正常,可以说明发光正常。如果测得vf=0或vf≈3v,且不发光,说明发光管已坏。
红外发光二极管的检测
由于红外发光二极管,它发射1~3μm的红外光,肉眼无法看到到。通常单只红外发光二极管发射功率只有数mw,不同型号的红外led发光强度角分布也不相同。红外led的正向压降一般为1.3~2.5v。正由于其发射的红外光人眼看不见,所以利用上述可见光led的检测法只能判定其pn结正、反向电学特性是否正常,而无法判定其发光情况正常否。为此,最好准备一只光敏器件(如2cr、2dr型硅光电池)作接收器。用万用表测光电池两端电压的变化情况。来判断红外led加上适当正向电流后是否发射红外光。
光强度
把光强标准灯,led和配有v(λ)滤光片的硅光电二极管安装和调试在光具座上,特别是严格地调灯丝位置,led发光部位及接受面位置。
先用光强标准灯校准硅光电二极管,c=e/s
式中rs=is/ds
ds是标准灯与接受器之间的距离,i s是标准灯的光强度,r s是标准灯的响应。
et=c ·r t式中e t是被测led的照度,r t是被测led的响应,则led的光强度i t为:i t=e t ·dt
式中dt 是led与接受面之距离。
对于led来讲,其发光面是圆盖形状的,光分布是很特殊的,所以在不同的测量距离下,光强值会变化,偏离距离平方反比定律,即使固定了测量距离,但是由于接受器接受面积不同,其光强值也会变化。因此,为了提高测量精度,应该把测量距离和接受面积大小相对地给予固定为好。例如,测量距离按照gie推荐采用316mm,接受器面积固定为10×10mm。在同一测量距离下,led转角不同,其光强也相应地有变化,因此为了获得最佳值,最好读出最大读数r t为佳。
光通量
光通量测量在变角光度计的转台上进行,转台上安转了led,该转台在其水平面上绕着垂直轴旋转±90度,led在垂直面上绕着测光轴旋转360度。在水平面上和垂直面上的转角的控制是通过步进马达来实现的。转台在导轨上随意移动,当测量标准灯时,转台应离开导轨。
测量时大转盘在水平面上绕垂直轴旋转,步进角度为0.9°,正方向90°,反方向90°。led自身也在旋转,在每一个水平角度下,垂直平面上每隔18°进行一次信号采集,转完360°之后共采集到20个数据,按下式计算总光通量。
发光二极管
led总光通量测量的第二种方法是积分求法。此方法的优点是简单易行,但测量精度不高。led的总光通量计算方法如下,先计算离积分球入射窗口(入射窗口面积 a)1 距离上标准灯(光强值 i s)进入积分球内的光通量φs,φs=i s · a /i 2
读出接收器上的光电流信号i s,然后把led置于窗口上,读出相应的接收器光电流信号it,则led的总光通量φ为:
φt=it/isφs·k 式中 k 为色修正系数。
光谱
发光二极管的光谱功率分布测量,目的是掌握led的光谱特性和色度,再者是为了对已测得的led的光度量值进行修正。
在测量led光谱功率分布时,应注意以下几点,一个是在与标准光谱辐照度进行比较时由于标准灯的光谱辐强度比led强得多,为了避免这个问题,最好在标准灯前加一个中性滤光片,使它的光谱辐强度接近于led。
led的光谱宽度很窄,为了准确地描绘led的光谱分布轮廓,最好采用窄带波长宽度的单色仪进行测量,波长间隔为1nm为好。
按下式计算led的光谱功率分布e t。
etλ=esλ·itλ/isλ
式中 i 是标准灯在波长 i 处的响应;e 是标准灯的光谱功率分布;i 是led在波长λ处的响应。
led的色坐标计算公式为:
x=∫etλ·xλdλ
y=∫etλ·ydλ
z=∫etλ·ydλ
色坐标为:
x=x/(x+y+z)
y=y/(x+y+z)
也可计算led的主波长和色纯度。
发光二极管也与普通二极管一样由pn结构成,也具有单向导电性。它广泛应用于各种电子电路、家电、仪表等设备中、作电源指示或电平指示。
发光二极管的主要特性表
* cd(坎德拉)发光强度的单位