LED是利用化合物材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性:I-V特性、C-V特性和光學(xué)特性:光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強(qiáng)指向特性、時間特性以及熱學(xué)特性。
p?F%a;V3 1、LED電學(xué)特性
9jW/" 1.1 I-V特性 表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的I-V特性具有非線性、整流性質(zhì):單向?qū)щ娦,即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻,反之為高接觸電阻。
uU_lC5A| 如左圖:
6/e+=W2 (1) 正向死區(qū):(圖oa或oa′段)a點(diǎn)對于V0 為開啟電壓,當(dāng)V<Va,外加電場尚克服不少因載流子擴(kuò)散而形成勢壘電場,此時R很大;開啟電壓對于不同LED其值不同,GaAs為1V,紅色GaAsP為1.2V,GaP為1.8V,GaN為2.5V。
;U$Fz~rJ (2)正向工作區(qū):電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系
3"afrA IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 為反向飽和電流 。
U0>Uqk", V>0時,V>VF的正向工作區(qū)IF 隨VF指數(shù)上升 IF = IS e qVF/KT
Ot,eAiaX (3)反向死區(qū) :V<0時pn結(jié)加反偏壓
sg0HYb%_E V= - VR 時,反向漏電流IR(V= -5V)時,GaP為0V,GaN為10uA。
(#,0\ea{x (4)反向擊穿區(qū) V<- VR ,VR 稱為反向擊穿電壓;VR 電壓對應(yīng)IR為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V<- VR時,則出現(xiàn)IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類不同,各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。
6WUP#c@{ 1.2 C-V特性
h2~b%|Pv 鑒于LED的芯片有9×9mil (250×250um),10×10mil,11×11mil (280×280um),12×12mil (300×300um),故pn結(jié)面積大小不一,使其結(jié)電容(零偏壓)C≈n+pf左右。
=, kH(rp2 C-V特性呈二次函數(shù)關(guān)系(如圖2)。由1MHZ交流信號用C-V特性測試儀測得。
QE8;Jk- 1.3 最大允許功耗PF m
*O6q=yg;K: 當(dāng)流過LED的電流為IF、管壓降為UF則功率消耗為P=UF×IF
N;N,5rxV LED工作時,外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光,還有一部分變?yōu)闊,使結(jié)溫升高。若結(jié)溫為Tj、外部環(huán)境溫度為Ta,則當(dāng)Tj>Ta時,內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱,散逸熱量(功率),可表示為P = KT(Tj – Ta)。
93I.Wp_{ 1.4 響應(yīng)時間
K`%{(^}. 響應(yīng)時間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。現(xiàn)有幾種顯示LCD(液晶顯示)約10-3~10-5S,CRT、PDP、LED都達(dá)到10-6~10-7S(us級)。
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~ s? ① 響應(yīng)時間從使用角度來看,就是LED點(diǎn)亮與熄滅所延遲的時間,即圖中tr 、tf 。圖中t0值很小,可忽略。
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