發光二極管特性參數簡易測試議的設計

王淼

摘要 為方便在教學實驗中對發光二極管特征參數的測試，本文設計了一個簡易的測試儀，該測試儀能夠對發光二極管的伏安特性、光照強度、顏色以及指向性等特征參數進行方便的檢測，通過測試，表明該測試儀能夠對發光二板管的多項參數進行快速、準確的測量。

關鍵詞 發光二極管；測試儀；伏安特性

中圖分類號 TN3 文獻標識碼 A 文章編號2095—6363（2016）17—0029—02

發光二級管的伏安、顏色、光照、方向特性等參數是其在現實的應用中考慮的重要因素，但是目前基于工業生產的測試儀器結構復雜，不方便實驗應用。本文設計了一種成本低又使用方便的測試議，能夠對不同顏色的發光二極管的特性進行測試，加深對發光二極管的認識。

1測試儀的設計

該測試議主要由5部分構成，其中被檢測的發光二極管以及對其特性進行檢測的光敏器件、量角器、顏色傳感器等放入密閉裝置中；測試部分主要由相關的測試電路組成；調節部分主要用于對測試使用電壓、二極管照射角度的調節；顯示部分顯示測試的電壓、電流、光照強度等信息；電源部分提供5V和12V兩種直流電壓。

2相關硬件及測試電路的設計

2.1發光二極管的伏安特性測試

所謂伏安特性，就是發光二極管中流過P-N結的電流隨電壓變化的特性。當電壓超過某個閾值時，電流會出現指數式上升。本測試議使用的正向伏安測試電路如圖1所示：

本電路負責檢測被測發光二極管兩端的電壓及流過發光二極管的電流。

2.2發光二極管的發光強度測試

硅光電池對光的檢測較為敏感，本測試儀采用硅光電池作為光敏器件，對發光二極管的發光強度進行測試。硅光電池能夠把射入到其表面的光能轉化為電能，而且硅光電池的短路電流與光照的強度之間存在線性關系，適合于對發光強度的檢測。

2.3發光二極管的顏色測試

本測試儀采用顏色傳感器采集發光二極管的光照顏色，對光線進行濾光分析的基礎上得到一個基值，生成穩定的波形輸入單片機，通過單片機的計算處理得出較為準確的顏色RGB數值。

2.4發光二極管的指向性測試

發光二極管發射強度由光軸取其方向角度的一半時，其值為峰值的一半，此角度為方向半值角，此角的角度越小，發光二極管的指向性越高。本測試儀對方向性檢測中角度的測量采用的是簡易的量角器，通過旋轉被檢測的發光二極管，指針會在量角器上顯示出發光二極管的方向角。

3測試結果

使用本文設計的簡易測試議，對常用的一些發光二極管進行了測試實驗。表1列出了測試用發光二極管的安全工作電壓范圍。

發光二級管的閾值電壓通過截距外推法獲得，當發光二極管所加的電壓低于其閡值電壓時，幾乎沒有電流通過發光二極管；當所加電壓超過閡值電壓后，發光二極管的電阻導通特性呈現出來，通過發光二極管的電流會急速增加。圖2為藍、綠兩種發光二極管的正向V-I特性關系曲線圖。

從圖2中可以看出，電壓超過閾值電壓后，電流隨電壓的增加急劇加大，符合二極管的伏安特性。發光二極管中因正向電流的通過而發光，圖3是通過測試儀對藍、綠兩種發光二極管的光照強度進行檢測后得到的光照特征曲線。

從圖3中可以看出，綠色發光二極管的光照強度比藍色發光二極管的要高，正向電流小于額定電流時，兩種發光二極管的光照強度與通過的電流成近似線性的關系。表2為通過本文設計的測試儀器對藍、綠兩種發光二極管的半值角、視角和顏色值的測試結果。endprint