LED的电学特性、光学特性及热学特性[1]

　　LED是利用化合物材料制成pn结的光电器件。它具备pn结结型器件的电学特性：I-V特性、C-V特性和光学特性：光谱回应特性、发光光强指向特性、时间特性以及热学特性。

　　LED电学特性

　　A. I-V特性

　　表征LED芯片pn结制备性能主要参数。LED的I-V特性具有非线性、整流性质：单向导电性，即外加正偏压表现低接触电阻，反之为高接触电阻。

　　(1) 正向死区：(图oa或oa′段)a点对于V0 为开启电压，当V

　　(2)正向工作区：电流IF与外加电压呈指数关系

　　IF = IS (e qVF/KT –1) -------------------------IS 为反向饱和电流 。

　　V>0时，V>VF的正向工作区IF 随VF指数上升 IF = IS e qVF/KT

　　(3)反向死区 ：V<0时pn结加反偏压

　　V= - VR 时，反向漏电流IR(V= -5V)时，GaP为0V，GaN为10uA。

　　(4)反向击穿区 V<- VR ，VR 称为反向击穿电压;VR 电压对应IR为反向漏电流。当反向偏压一直增加使V<- VR时，则出现IR突然增加而出现击穿现象。由于所用化合物材料种类不同，各种LED的反向击穿电压VR也不同。

　　B . C-V特性

　　LED的芯片有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn结面积大小不一，使其结电容(零偏压)C≈n+pf左右。

　　C-V特性呈二次函数关系(如图2)。由1MHZ交流信号用C-V特性测试仪测得。

　　C.最大允许功耗PF m

　　当流过LED的电流为IF、管压降为UF则功率消耗为P=UF×IF

　　LED工作时，外加偏压、偏流一定促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。若结温为Tj、外部环境温度为Ta，则当Tj>Ta时，内部热量借助管座向外传热，散逸热量(功率)，可表示为P = KT(Tj – Ta)。

　　D.回应时间

　　回应时间表征某一显示器跟踪外部资讯变化的快慢。现有几种显示LCD(液晶显示)约10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都达到10-6~10-7S(us级)。