友谊作文-初二家长会班主任发言稿

LED选修课总结
LED性能参数及测试方法
院（系）名称
专
学
学
指
业班级
号
生姓名
导教师
2011
年
11
月
24
日

第
I
页
摘要
发光二极管（英语：Light-EmittingDiode，简称LED）是一种能发光的
半导体电子元件。这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，
之后发展出其他单色 光的版本，时至今日能发出的光已遍及可见光、红外线及紫
外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由 初时作为指示灯、显示板等；随着
白光发光二极管的出现而续渐发展至被用作照明。
LED只能 往一个方向导通（通电），叫作正向偏置（正向偏压），当电流流过
时，电子与电洞在其内重合而发出单 色光，这叫电致发光效应，而光线的波长、
颜色跟其所采用的半导体物料种类与故意渗入的元素杂质有关 。具有效率高、寿
命长、不易破损、开关速度高、高可靠性等传统光源不及的优点。但当LED的发光强度达至足以用于室内照明的话，其效率会下降到比萤光灯更差（比萤光灯耗
电），成本也高至极 不合理水平，这是当前LED照明未能普及的重要原因。
(September,2011)白光LED 的发光效率，在近几年来已经有明显的提升，同时，
在每千流明的购入价格，也因为投入市场的厂商相互 竞争的影响，而明显下降。
因此，LED照明虽然尚未达到全面普及的程度，但是在光电转换效率及有效 照度
对用电量的比值上，均已经超过萤光灯，甚至有机会挑战低压钠灯(LowPressure
Sodiumlight)。
关键词：正向偏置、电致发光
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目录
Ⅰ检测性能参数的方法
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1
ⅡLED的重要特性及测试
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2
1电特性测试方法
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2
2光特性测试
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3
3光 谱参数
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5
4热学特性
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65可靠性
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6
总结
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7
参考文献
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Ⅰ检测性能参数的方法
电子 电气产品EMC方面的性能要求在以前并不受重视，但现在越来越多的国
家和组织都把电磁兼容标准作为 电气电子产品必备的性能评价依据，我国在
2003年8月1日开始执行的CCC强制性认证，也把电磁 兼容标准作为评价依据。
电磁兼容（EMC）包括电磁干扰（EMI）和电磁抗扰（EMS）两个方面。 针对用于
普通照明的LED模块，以下几项EMC方面的性能要求应予以考虑。
1．静电放电抗 扰度
在低湿度条件下，人体通过摩擦会带电，带了电的人体直接触摸LED产品或其邻
近设备时 ，放电脉冲电压可能会导致LED产品损坏，因此须对LED产品的抗静电
能力作出要求。
2． 快速瞬变脉冲群抗扰度
电路中机械开关对电感性负载的切换，通常会对同一电路中的其他电子设备产生< br>干扰，其特点是脉冲成群出现，脉冲重复频率较高，脉冲波形的上升时间短暂。
它通常会使设备产 生误动作，因此该项指标对LED产品的控制电路而言是十分重
要的。
3．雷击浪涌抗扰度雷击是自然界普通的物理现象，它可以在户外架空线上感应出浪涌电压和电流。
此外，在电站或开关 站中，大型开关切换瞬间也会在供电线路上感应出大的浪涌
电压和电流。这种浪涌能量特别大，可能会导 致电气电子产品的损坏。因此该
项指标对于LED产品（尤其是户外用产品）非常重要。
4．周 波跌落抗扰度
周波跌落包括电压跌落、短时中断和电压变化。电压跌落、短时中断是由电网、
变 电设施故障或负载出现大的变化引起的，有时会连续出现两次或多次跌落或中
断，电压变化则是负载连续 变化引起的，通常会持续一段时间。该项指标是考核
LED应用产品在不稳定电网中的抗干扰能力。5．传导骚扰
传导骚扰是电气电子产品自身所产生的，通过导体传输形成的电磁骚扰。传导骚
扰属于低频现象，一般都在9kHz～30MHz。

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6．辐射骚扰
辐射骚扰是电气电子产品自身所产生的，以电磁波的形式通过空间传播形成的电
磁 骚扰。电气电子产品的元件内部互相连通的行为就像小天线，当电流通过时就
会发射电场，经过脉冲变压 器时就会形成磁场。
7．谐波电流
所有非线性负载都能产生谐波电流，谐波电流将导致电源电流 波形畸变，对电网
造成污染，必须加以控制。对谐波电流的限制在一些自镇流的普通光源性能要求
标准（如GBT17263-2002普通照明用自镇流荧光灯性能要求［2］）中已有规定。
以上前 四项为EMS指标，后三项为EMI指标。值得注意的是，对于自镇流的LED
模块，测试时只需要对输 入端进行试验，而非自镇流的LED模块，则需要分别试
验配套的驱动控制电路的输入、输出和LED模 块的输入端。
ⅡLED的重要特性及测试
本文结合国内外关于LED测试方法的最新标准，基于 LED各个应用领域的实
际需求，从电特性、光特性、开关特性、颜色特性、热学特性、可靠性等方面进
行了介绍。
对于电特性测试，标准分别规定了LED正向电压、反向电压、反向电流的测
试框图;对于光通量测试，标准规定采用2π立体角测试结构;对于光强测试，标
准引用了CIE-1 27的推荐条件;此外，对光谱测试、热学特性测试、静电放电敏
感度测试、寿命测试等都作了明确的规 定。
国家标准的制定总结了现有LED的测试方法，将其中的科学适用的方法升级
为标准测试方 法，很好地消除了各界在LED测试领域存在的分歧，也使测试结果
更加真实地反映我国LED产业的整 体水平。但是鉴于LED技术还在处于不断地
发展之中，国家标准的制定并不是一劳永逸的，应当时刻将 最新最合适的测试技
术引入标准之中。
1电特性测试方法
LED是一个由半导体无机材 料构成的单极性PN结二极管，其电压与电流之
间的关系称为伏安特性。LED电特性参数包括正向电流 、正向电压、反向电流和

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反向电压，LED必须在合适 的电流电压驱动下才能正常工作(如图1所示)。通过
LED电特性的测试可以获得LED的最大允许正 向电压、正向电流及反向电压、电
流，此外也可以测定LED的最佳工作电功率。
图1LED伏 安特性曲线
LED电特性的测试一般在相应的恒流恒压源供电下，利用电压电流表进行测
试。< br>2光特性测试
类似于其它光源，LED光特性的测试主要包括光通量、发光效率、辐射通量、辐< br>射效率、光强、光强分布特性和光谱参数等。
光通量和光效
光通量的测试有两种方法，即 积分球法和变角光度计法。变角光度计法是测
试光通量最精确的方法，但是由于其耗时较长，所以一般采 用积分球法测试光通
量。现有的积分球法测LED光通量中有两种测试结构，一种是将被测LED放置在
球心，另外一种是将其放在球壁。

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图2积分球 法测LED光通量
由于采用积分球法测试光通量时，光源对光的自吸收会对测试结果造成影
响。 因此，往往需要引入辅助灯(见图3)。
图3辅助灯法消除自吸收影响
在测得光通量之后，配合 电参数测试仪可以测得LED的发光效率。而辐射通量和
辐射效率的测试方法类似于光通量和发光效率的 测试。
光强和光强分布特性
图4LED光强测试中的问题
图4中，点光源光强在空间各 方向均匀分布，在不同距离处用不同接收孔
径的探测器接收得到的测试结果不会改变。但是，LED由于 其光强分布不一致，
使得测试结果随测试距离和探测器孔径而变化。因此，CIE-127提出了两种推
荐测试条件，使得各个LED在同一条件下进行光强测试与评价如图5所示。目前，
CIE-1 27推荐测试条件已经被各LED制造商和检测机构引用。

第
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页图5CIE-127推荐LED光强测试条件
3光谱参数
LED的光谱特性参数主要包括峰 值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布
等。单色LED的光谱为单一波峰，特性以峰值波长和带宽表 示，而白光LED的光
谱由多种单色光谱合成。所有LED的光谱特性都可由光谱功率分布表示，白光< br>LED光谱功率分布如图6所示。而由LED的光谱功率分布还可计算得到色度参数。
光谱功率分 布的测试需要通过分光进行，将各色光从混合的光中区分出来进行测
定，一般可以采用棱镜和光栅实现分 光。
图6白光LED光谱功率分布
LED开关特性测试
LED开关特性是指LED在通 电和断电瞬间的光、电、色变化特性。通过LED
开关特性的测试可以获得LED在通断电瞬间的工作状 态、物质属性等的变化规
律，由此不仅可了解通断电对LED的损耗，也可用以指导LED驱动模块的设 计等。
颜色特性
LED的颜色特性主要包括色品坐标、主波长、色纯度、色温及显色性等，LE D
的颜色特性对白光LED尤为重要。

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现有的 颜色特性测试方法有分光光度法和积分法。分光光度法是通过单色仪
分光测得LED光谱功率分布，然后 利用色度加权函数积分获得对应色度参数;积
分法是利用特定滤色片配合光电探测器直接测得色度参数( 见图7)。分光光度法
的准确性要大大高于积分法。
图7LED颜色特性测试方法
4热 学特性
LED的热学特性主要指热阻和结温。热阻是指沿热流通道上的温度差与通道
上耗散的功 率之比;结温是指LED的PN结温度。LED的热阻和结温是影响LED光
电性能的重要因素。
现有的对LED结温的测试一般有两种方法：一种是采用红外测温显微镜或微
型热偶测得LED芯片表 面的温度并视其为LED的结温，但是准确度不够;另外一
种是利用确定电流下的正向偏压与结温之间反 比变化的关系来判定LED的结温。
5可靠性
LED的可靠性包括静电敏感度特性、寿命、环境 特性等。静电敏感度特性是
指LED能承受的静电放电电压。某些LED由于电阻率较高，且正负电极距 离很短，
当两端的静电电荷累积到一定值时，这一静电电压会击穿PN结，严重时可将
PN结击 穿导致LED失效。因此必须对LED的静电敏感度特性进行测试，获得LED
的静电放电故障临界电压 。目前，一般采用人体模式、机器模式、器件充电模
式来模拟现实生活中的静电放电现象。
为了 观察LED长期连续使用时光性能的变化规律，需要对LED进行抽样试验，通

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过长期观察和统计来获得LED的寿命参数。
对于LED环境特性的试验往往采 用模拟LED在应用中遇到的各类自然侵袭的方
法，一般有高低温冲击试验、湿度循环试验、潮湿试验、 盐雾试验、沙尘试验、
辐照试验、振动和冲击试验、跌落试验、离心加速度试验等。
总结
LED显示屏的发展可分为以下几个阶段：第一阶段为1990年到1995年，主
要是单色和16级 双色图文屏。用于显示文字和简单图片，主要用在车站、金融
证券、银行、邮局等公共场所，作为公共信 息显示工具。
第二阶段是1995年到1999年，出现了64级、256级灰度的双基色视频屏。视频控制技术、图像处理技术、光纤通信技术等的应用将LED显示屏提升到了一
个新的台阶。LE D显示屏控制专用大规模集成电路芯片也在此时由国内企业开发
出来并得以应用。
第三阶段从1 999年开始，红、纯绿、纯蓝LED管大量涌入中国，同时国内
企业进行了深入的研发工作，使用红、 绿、蓝三原色LED生产的全彩色显示屏被
广泛应用，大量进入体育场馆、会展中心、广场等公共场所， 从而将国内的大屏
幕带入全彩时代。
随着LED原材料市场的迅猛发展，表面贴装器件从200 1年面世，主要用在
室内全彩屏，并且以其亮度高、色彩鲜艳、温度低的特性，可随意调整的点间
距，被不同价位需求者所接受，在短短两年多时间内，产品销售额已超过3亿元，
表面贴装全彩色LE D显示屏应用市场进入新世纪。为了适应2008年奥运会的
“瘦身”计划，利亚德开发了表面贴装双基 色显示屏，大量用于训练馆和比赛计
时计分系统。在奥运场馆全彩屏方面，为紧缩投资，全彩屏大部分采 用可拆卸方
式，奥运期间可作为实况转播工具，赛事结束后可用于租赁，作为演出、国家政
策发 布等公共场合应用工具，通过这种方式可尽快收回成本。
就市场而言，中国加入WTO、北京申奥成功等 ，成为LED显示屏产业发展的
新契机。国内LED显示屏市场保持持续增长，目前在国内市场上，国产 LED显示
屏的市场占有率近95%。国际上LED显示屏的市场容量预计以每年30%的速度在
增长。

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参考文献
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[2]平远.新型太阳能照明灯[J].发明与创新,2 005（01）
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[4]凌玲.太阳能半导体照明的机遇及前景.新材料产业,2003（11）
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