LED是利用化合物材料制(zhi)成pn結的光電(dian)器件。它(ta)具備pn結結型器件的電學特性：I-V特(te)性、C-V特(te)(te)性和光(guang)(guang)學特(te)(te)性：光(guang)(guang)譜響(xiang)應(ying)特(te)(te)性、發(fa)光(guang)(guang)光(guang)(guang)強指向特(te)(te)性、時間特(te)(te)性以(yi)及(ji)熱學特(te)(te)性。 r^9.aE9F  
  1、LED電學特性 ,-M^hA$4`[1]  
  1.1 I-V特性表征(zheng)pn結制備(bei)性能主要參(can)數。LED的I-V特性具(ju)有(you)非(fei)線性、整流(liu)性質：單向(xiang)導(dao)電(dian)性，即外加(jia)正偏壓表現低接觸(chu)電(dian)阻(zu)，反之為高接觸(chu)電(dian)阻(zu)。=0  如左圖(tu)： \'f^2hP K  
  （1） 正向死區：（圖oa或oa′段(duan)）a點對于V0 為開啟電壓，當V＜Va，外加(jia)電場尚克服不少因(yin)載(zai)流子(zi)擴散(san)而形成勢(shi)壘電場，此時(shi)R很大；開啟電壓對于不(bu)同LED其值不同，GaAs為(wei)1V，紅(hong)色GaAsP為(wei)1.2V，GaP為(wei)1.8V，GaN為2.5V。   
 （2）正(zheng)向工作區：電(dian)流IF與外加電壓(ya)呈指數關系N# Vu6"yD  
  IF = IS （e qVF/KT –1） -------------------------IS 為反向飽和電流。 CUJn­7{7  
  V＞0時，V＞VF的(de)正向工作(zuo)區IF 隨VF指(zhi)數上升 IF = IS e qVF/KT K~oA j //  
 （3）反向死區：V＜0時pn結加(jia)反偏壓k L_<7'Cw  
  V= - VR 時，反向漏電流IR（V= -5V）時，GaP為0V，GaN為10uA。 ="|l0 W\  
 （4）反(fan)向擊穿區 V＜- VR ，VR 稱為反向擊(ji)穿(chuan)電壓；VR 電(dian)壓對應(ying)IR為反向漏電流。當反向偏壓一直增加使V＜- VR時，則出現(xian)IR突然增加而出現擊穿現象(xiang)。由于所用化(hua)合物材料(liao)種類(lei)不(bu)同，各種LED的反向擊穿電壓VR也(ye)不同。 |t!Pms'D7  
  1.2 C-V特性 6?JW?.Ap  
 鑒于LED的芯片有9×9mil （250×250um），10×10mil，11×11mil （280×280um），12×12mil （300×300um），故(gu)pn結面積大(da)小不(bu)一，使其結電(dian)容（零偏壓(ya)）C≈n+pf左右。 Er,R?sBJ.  
  C-V特性呈二次函數關系（如圖2）。由1MHZ交流信號用C-V特性測試儀測得。 -O#&'lhe{  
  1.3 zui大允許功耗PF m .lfE`LX K  
 當流過LED的電流為(wei)IF、管壓降為(wei)UF則(ze)功率消耗為P=UF×IF A>0"6%  
  LED工作時，外加偏壓、偏流一定促使載流子復合發出光，還有一部分變為熱，使結溫升高。若結溫為Tj、外部環(huan)境溫度為(wei)Ta，則當Tj＞Ta時，內(nei)部熱量(liang)借助管座向外傳熱，散逸(yi)熱量(liang)（功率），可(ke)表示為P = KT（Tj – Ta）。 ;tP$p9*z  
  1.4 響應時間 g].j'S6  
 響應時間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。現有幾種顯示LCD（液晶(jing)顯示）約10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都達到10-6~10-7S（us級）。 2_eDg­r *{  
 ①響應(ying)時間從使(shi)用角度(du)來看，就(jiu)是(shi)LED點亮與熄(xi)滅所(suo)延(yan)遲的時間，即圖中tr 、tf 。圖中t0值(zhi)很小，可忽略(lve)。 ^W%k>­+d+  
 ②響應時(shi)間主要(yao)取決于載(zai)流子壽命、器件的結電(dian)容及電(dian)路(lu)阻抗。 J,xl4- gi  
  LED的點亮時間——上(shang)升時間(jian)tr是指接通(tong)電源使發光亮度達到正常的10%開始，一(yi)直到(dao)發光(guang)亮度(du)達到(dao)正常值的90%所(suo)經(jing)歷的時間。 N3mC  
  LED 熄滅時間——下降(jiang)時間tf是指正常發光(guang)減弱(ruo)至原(yuan)來的10%所經歷的時間。

   不同材料制得的LED響應時間(jian)各不相同；如(ru)GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應時間＜10-9S，GaP為(wei)10-7 S。因(yin)此它們可用在10~100MHZ高頻系統。 gB - 

2 LED光學特性(xing) Q+ wAH,=_  
 發光(guang)二(er)極管有紅外（非(fei)可見）與可見光(guang)兩個系列(lie)，前者(zhe)可用(yong)輻(fu)射度，后者(zhe)可用(yong)光(guang)度學來(lai)量(liang)度其光(guang)學特性。 xig53v  
  2.1 發光法向光強及其角分布Iθ f9?&SVg^`  
  2.1.1 發光強度（法向光強）是表征發光器件發光強弱的重要性能。LED大量應用要求(qiu)是圓柱、圓球封裝，由于(yu)凸透鏡(jing)的作用，故都具有(you)很(hen)強指(zhi)向性：位于(yu)法(fa)向方向光(guang)強zui大，其與水平面(mian)交角為90°。當(dang)偏離正法向不同θ角(jiao)度(du)，光(guang)強也隨之變化。發光(guang)強度(du)隨著不(bu)同(tong)封裝形(xing)狀而強度(du)依(yi)賴角(jiao)方向。 V7_）lHp~  
  2.1.2 發光強度的角分布Iθ是描述LED發光(guang)在(zai)空間各個(ge)方向上光(guang)強分布。它主要(yao)取決于封裝的(de)工藝（包(bao)括支架、模(mo)粒(li)頭、環氧樹脂中添加散射劑與否） t+F< n6@R  
 ⑴為(wei)獲得(de)高指(zhi)向性的角分布（如圖(tu)1） %rAK\OQN2  
 ① LED管芯位置離模(mo)粒頭遠(yuan)些(xie)； !b`p;|Qt  
 ②使(shi)用圓錐狀的模(mo)粒頭； TpEY1
 ③封裝的環(huan)氧樹脂中勿加散射劑。 \
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 采取上述措施可使LED 2θ1/2 = 6°左右，大(da)大(da)提高(gao)了指向性。 VpuPO\VQ  
 ⑵當前幾種常用封裝(zhuang)的散(san)射角（2θ1/2角）圓形LED：5°、10°、30°、45° 2[1]SJ 2MFl  
  2.2 發光峰值波長及其光譜分布(bu) 

 ⑴ LED發光強度或光功(gong)率輸出隨著波長變(bian)化而不同，繪成一條分(fen)布(bu)曲線——光(guang)譜分布曲(qu)線(xian)。當此(ci)曲(qu)線(xian)確(que)定之(zhi)后，器(qi)件的有關主波長(chang)、純度等相關色(se)度學參數亦隨之(zhi)而定。 !>;`