3 測量結(jié)果與分析

3.1 LED的伏安特性

通過圖1測量了在常溫下5種顏色LED的伏安特性曲線如圖6所示。LED臨界導通狀態(tài)下的電壓稱為閾值電壓，根據(jù)圖7中的擬合公式算出擬合直線與橫軸交點 得到5種LED的正常電壓，為后續(xù)測試的正常發(fā)光條件做準備。根據(jù)公式λ=[(hc)/e]Ud和上述數(shù)據(jù)，計算發(fā)光二極管的發(fā)光波長與理論主波長相吻 合。由圖6可知，開始時LED電流隨電壓變化幾乎不變，大于閾值電壓后，電流隨電壓以104~236mA/V 的變化率呈線性增加，其中紅色方形LED的增長最快，而白色圓形LED的增長最慢。5種LED的正常工作電壓、閾值電壓和發(fā)光波長如表1所示。表1顯示除 紅色方形的LED以外，其他4種LED的正常電壓、閾值電壓大約分別在3V和2V;紅色方形LED的發(fā)光波長最長，其他4種LED發(fā)光波長均在500nm 左右。

3.2 LED的光強分布特性

LED的光強分布測試結(jié)果如圖8所示。光強分布曲線能恰當?shù)胤从彻庠茨芰康目臻g分布狀況?？梢詮墓鈴娍臻g分布確定5種LED的發(fā)光范圍。實驗所用照度表的 傳感器面積是9mm2,測試半徑為8cm,通過計算所得數(shù)據(jù)與國際標準規(guī)定的測量LED的光強條件數(shù)據(jù)相吻合，即所測量的光源可近似為點光源。由測量結(jié)果 可發(fā)現(xiàn)：方形LED更具有指向性;所有LED在其中央法線處的光強最強。常用半值角描述LED發(fā)光分布特性，半值角θ越小所對應的指向性越強(見表2)， 這可為用戶根據(jù)使用情況選擇二極管提供參考。

3.3 LED的光譜特性

利用TCS230顏色傳感器在暗箱內(nèi)進行光譜測量。本文采用的顏色傳感器是將紅、綠、藍、透明4組濾光鏡集成，通過光電二極管采集光強，由電路轉(zhuǎn)換為脈沖 輸出。利用它測量了上述5種顏色LED的發(fā)光光譜，并將其測量結(jié)果與單色儀所測得的結(jié)果進行比較，判斷顏色傳感器測量的準確狀況。單色儀和顏色傳感器所測得光譜特性曲線如圖9和10所示，用顏色傳感器所測得的發(fā)光成分如圖11所示。從測量結(jié)果可知，顏色傳感器在480~635nm的工作范圍內(nèi)，與單色儀所 測量結(jié)果基本一致。

峰值波長是描述光譜特性的重要參量。通過實驗可知，紅、藍和綠LED的峰值波長在主波長的范圍內(nèi)，如表3所示。

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