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PAGE PAGE 1 光信息专业实验报告：实验六 LED特性测量实验 【数据处理】 1、测量不同LED的U—I特性曲线与发光效率 (1)红光LED V-I特性曲线与发光效率 表1：红光LED的V-I特性及发光效率 U/V I/mA φ/lm 发光效率η 0.2635 0 / / 0.4367 0 / / 0.9754 0 / / 1.3567 0 / / 1.5662 0 / / 1.7674 0.4 0.02 28.29 1.7890 0.6 0.02 18.63 1.8053 0.8 0.03 20.77 1.8195 1.0 0.04 21.98 1.8844 2.2 0.09 21.71 1.9262 3.2 0.12 19.47 1.9670 4.3 0.17 20.10 2.0079 5.6 0.22 19.57 2.0488 7.1 0.27 18.56 2.0897 8.9 0.33 17.74 2.1315 10.8 0.40 17.38 2.1515 12.0 0.44 17.04 2.1724 13.3 0.48 16.61 2.1923 15.1 0.52 15.71 2.2132 16.1 0.56 15.72 2.2341 17.9 0.60 15.00 2.2469 19.1 0.63 14.68 2.2573 20.0 0.65 14.40 在origin中做出红光LED的U-I曲线： 图 1 红光LED的V-I曲线 从图中可以看出中可以看出此LED的阈值电压在1.76V附近。当正向电压小于这个电压时，正向电流很小，LED不能发光；当正向电压大于此阈值时，电流随电压的增大而迅速增大。这种特性和二极管的电流电压特性很相似，因为LED实际上就是一个基于PN结的器件，所以它的电流电压关系应该满足PN结的Shockley方程： I=eA 其中，A为二极管的散射面积，Dp、Dn为空穴和电子的扩散系数，τp 下面对超过阈值电压的数据点进行指数函数的拟合： 图 2 红光LED的V-I曲线指数拟合 拟合得到的方程为： I=0.002 其中R2=0.99987，可见拟合的效果很好，电流和电压之间的关系基本满足Shockley 作出红光LED的随电压变化的光通量曲线： 图 3 红光LED光通量随电压变化的曲线 可见，LED的光通量随着工作电压呈指数增长，R2 再做出随电压变化的发光效率曲线： 图 4 红光LED发光效率随电压变化的曲线 可以看到，光通量虽然随电压的增大而呈指数增长。但发光效率并不一定永远随电压增大而增大，随着电压的增大有波动，但是基本上满足一个下降的趋势。 （2）蓝光LED 表2：蓝光LED的V-I特性及发光效率 U/V I/mA φ/lm 发光效率η 0.4589 0 / / 0.8342 0 / / 1.4732 0 / / 1.8524 0 / / 2.3367 0 / / 2.8017 0.4 0.02 17.85 2.8635 0.7 0.03 14.97 2.9253 1.2 0.05 14.24 2.9662 1.6 0.06 12.64 3.0079 2.1 0.07 11.08 3.0688 2.9 0.10 11.24 3.1305 3.8 0.12 10.09 3.2539 6.0 0.18 9.22 3.3356 8.0 0.22 8.24 3.4182 10.3 0.27 7.67 3.4791 12.5 0.31 7.13 3.5408 14.7 0.35 6.72 3.6026 17.4 0.40 6.38 3.6435 19.3 0.44 6.26 3.6643 21.8 0.48 6.01 3.7052 24.0 0.52 5.85 3.7462 26.9 0.57 5.66 3.7670 28.6 0.60 5.57 3.7871 30.0 0.62 5.46 在origin中做出蓝光LED的U-I曲线： 图 5 蓝光LED的V-I曲线 从图中可以看出中可以看出此LED的阈值电压在2.80 V附近。当正向电压小于这个电压时，正向电流很小，LED不能发光；当正向电压大于此阈值时，电流随电压的增大而迅速增大。 同样对于蓝光LED也应该满足Shockley方程，将超出阈值电压的数据点进行指数拟合： 图 6 蓝光LED的V-I曲线拟合 拟合得到的方程为： I=0.0016 其中R2=0.99987，可见拟合的效果很好，蓝光LED的电流电压关系也满足Shockley 做出蓝光LED光通量随电压变化的曲线： 图 7 蓝光LED光通量随电压变化的曲线 可见，LED的光通量随着工作电压呈指数增长，R2 再做出随电压变化的发光效率曲线：