1.前言
半導(dǎo)體發(fā)光二極管(led)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于指示燈、信號(hào)燈、儀表顯示、手機(jī)背光源、車載光源等場(chǎng)合，白光led技術(shù)也不斷地發(fā)展，led在照明領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。過(guò)去，對(duì)于led的測(cè)試沒(méi)有較全面的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，在生產(chǎn)實(shí)踐中只能以相對(duì)參數(shù)為依據(jù)，不同的廠家、用戶、研究機(jī)構(gòu)對(duì)此爭(zhēng)議很大，導(dǎo)致國(guó)內(nèi)led產(chǎn)業(yè)的發(fā)展受到很大影響。結(jié)合國(guó)內(nèi)外關(guān)于led測(cè)試方法的最新標(biāo)準(zhǔn)，基于led各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域的實(shí)際需求，筆者從電特性、光特性、開(kāi)關(guān)特性、顏色特性、熱學(xué)特性、可靠性等方面進(jìn)行了介紹。
2.電特性測(cè)試方法
led是一個(gè)由半導(dǎo)體無(wú)機(jī)材料構(gòu)成的單極性pn結(jié)二極管，其電壓與電流之間的關(guān)系稱為伏安特性。led電特性參數(shù)包括正向電流、正向電壓、反向電流和反向電壓，led必須在合適的電流電壓驅(qū)動(dòng)下才能正常工作(如圖1所示)。通過(guò)led電特性的測(cè)試可以獲得led的最大允許正向電壓、正向電流及反向電壓、電流，此外也可以測(cè)定led的最佳工作電功率。
led電特性的測(cè)試一般在相應(yīng)的恒流恒壓源供電下，利用電壓電流表進(jìn)行測(cè)試。
3.光特性測(cè)試
類似于其它光源，led光特性的測(cè)試主要包括光通量、發(fā)光效率、輻射通量、輻射效率、光強(qiáng)、光強(qiáng)分布特性和光譜參數(shù)等。
3.1.光通量和光效
光通量的測(cè)試有兩種方法，即積分球法和變角光度計(jì)法。變角光度計(jì)法是測(cè)試光通量最精確的方法，但是由于其耗時(shí)較長(zhǎng)，所以一般采用積分球法測(cè)試光通量�，F(xiàn)有的積分球法測(cè)led光通量中有兩種測(cè)試結(jié)構(gòu)，一種是將被測(cè)led放置在球心，另外一種是將其放在球壁
積分球法測(cè)led光通量
由于采用積分球法測(cè)試光通量時(shí)，光源對(duì)光的自吸收會(huì)對(duì)測(cè)試結(jié)果造成影響。因此，往往需要引入輔助燈法消除自吸收影響
在測(cè)得光通量之后，配合電參數(shù)測(cè)試儀可以測(cè)得led的發(fā)光效率。而輻射通量和輻射效率的測(cè)試方法類似于光通量和發(fā)光效率的測(cè)試。
3.2.光強(qiáng)和光強(qiáng)分布特性
光強(qiáng)測(cè)試中的問(wèn)題
點(diǎn)光源光強(qiáng)在空間各方向均勻分布，在不同距離處用不同接收孔徑的探測(cè)器接收得到的測(cè)試結(jié)果不會(huì)改變。但是，led由于其光強(qiáng)分布不一致，使得測(cè)試結(jié)果隨測(cè)試距離和探測(cè)器孔徑而變化。因此，cie-127提出了兩種推薦測(cè)試條件，使得各個(gè)led在同一條件下進(jìn)行光強(qiáng)測(cè)試與評(píng)價(jià)如圖5所示。目前，cie-127推薦測(cè)試條件已經(jīng)被各led制造商和檢測(cè)機(jī)構(gòu)引用。
推薦led光強(qiáng)測(cè)試條件
3.3.光譜參數(shù)
led的光譜特性參數(shù)主要包括峰值發(fā)射波長(zhǎng)、光譜輻射帶寬和光譜功率分布等。單色led的光譜為單一波峰，特性以峰值波長(zhǎng)和帶寬表示，而白光led的光譜由多種單色光譜合成。所有l(wèi)ed的光譜特性都可由光譜功率分布表示，白光led光譜功率分布如圖6所示。而由led的光譜功率分布還可計(jì)算得到色度參數(shù)。
光譜功率分布的測(cè)試需要通過(guò)分光進(jìn)行，將各色光從混合的光中區(qū)分出來(lái)進(jìn)行測(cè)定，一般可以采用棱鏡和光柵實(shí)現(xiàn)分光。
白光led光譜功率分布
4.led開(kāi)關(guān)特性測(cè)試
led開(kāi)關(guān)特性是指led在通電和斷電瞬間的光、電、色變化特性。通過(guò)led開(kāi)關(guān)特性的測(cè)試可以獲得led在通斷電瞬間的工作狀態(tài)、物質(zhì)屬性等的變化規(guī)律，由此不僅可了解通斷電對(duì)led的損耗，也可用以指導(dǎo)led驅(qū)動(dòng)模塊的設(shè)計(jì)等。