3 測(cè)量結(jié)果與分析

3.1 LED的伏安特性

通過圖1測(cè)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(dǎo)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(diǎn) 得到5種LED的正常電壓，為后續(xù)測(cè)試的正常發(fā)光條件做準(zhǔn)備。根據(jù)公式λ=[(hc)/e]Ud和上述數(shù)據(jù)，計(jì)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(shí)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(qiáng)分布特性

LED的光強(qiáng)分布測(cè)試結(jié)果如圖8所示。光強(qiáng)分布曲線能恰當(dāng)?shù)胤从彻庠茨芰康目臻g分布狀況?？梢詮墓鈴?qiáng)空間分布確定5種LED的發(fā)光范圍。實(shí)驗(yàn)所用照度表的 傳感器面積是9mm2,測(cè)試半徑為8cm,通過計(jì)算所得數(shù)據(jù)與國際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的測(cè)量LED的光強(qiáng)條件數(shù)據(jù)相吻合，即所測(cè)量的光源可近似為點(diǎn)光源。由測(cè)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(qiáng)最強(qiáng)。常用半值角描述LED發(fā)光分布特性，半值角θ越小所對(duì)應(yīng)的指向性越強(qiáng)(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(jìn)行光譜測(cè)量。本文采用的顏色傳感器是將紅、綠、藍(lán)、透明4組濾光鏡集成，通過光電二極管采集光強(qiáng)，由電路轉(zhuǎn)換為脈沖 輸出。利用它測(cè)量了上述5種顏色LED的發(fā)光光譜，并將其測(cè)量結(jié)果與單色儀所測(cè)得的結(jié)果進(jìn)行比較，判斷顏色傳感器測(cè)量的準(zhǔn)確狀況。單色儀和顏色傳感器所測(cè)得光譜特性曲線如圖9和10所示，用顏色傳感器所測(cè)得的發(fā)光成分如圖11所示。從測(cè)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(cè)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(shí)驗(yàn)可知，紅、藍(lán)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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