LED是利用化(hua)合物材料制成pn結的光(guang)電器件。它具備pn結(jie)結(jie)型器(qi)件的電學特(te)性：I-V特性(xing)、C-V特性(xing)和光學(xue)特性(xing)：光譜響應特性(xing)、發光光強指向特性(xing)、時間特性(xing)以(yi)及熱學(xue)特性(xing)。 r^9.aE9F  
  1、LED電(dian)學特(te)性 ,-M^hA$4`[1]  
  1.1 I-V特性表征pn結制備(bei)性能主要(yao)參數。LED的I-V特性(xing)具有(you)非線性(xing)、整(zheng)流性(xing)質：單向導電性(xing)，即外加正偏壓表現低接觸電阻(zu)，反之為高接觸電阻(zu)。=0  如左圖： \'f^2hP K  
  （1） 正向死區：（圖oa或oa′段(duan)）a點對于V0 為(wei)開(kai)啟電壓，當V＜Va，外(wai)加電場(chang)尚克服不少因載流子擴散而形成勢(shi)壘電場(chang)，此時R很大(da)；開啟電壓對于不同(tong)LED其值不(bu)同，GaAs為1V，紅色GaAsP為1.2V，GaP為1.8V，GaN為2.5V。   
 （2）正向工作區：電(dian)流IF與外加電壓(ya)呈(cheng)指數關系N# Vu6"yD  
  IF = IS （e qVF/KT –1） -------------------------IS 為反向飽和電流。 CUJn­7{7  
  V＞0時(shi)，V＞VF的正(zheng)向工作區IF 隨VF指數上升 IF = IS e qVF/KT K~oA j //  
 （3）反向死區：V＜0時(shi)pn結加反(fan)偏壓k L_<7'Cw  
  V= - VR 時，反向漏電流IR（V= -5V）時，GaP為0V，GaN為10uA。 ="|l0 W\  
 （4）反向擊穿區 V＜- VR ，VR 稱(cheng)為反向擊穿電壓(ya)；VR 電壓對應IR為反(fan)向(xiang)漏電流(liu)。當反(fan)向(xiang)偏壓一直增加使V＜- VR時(shi)，則出現(xian)IR突然增加而出現(xian)擊穿(chuan)現(xian)象(xiang)。由于所用化合(he)物材料種(zhong)類不(bu)同(tong)，各種(zhong)LED的(de)反向擊(ji)穿(chuan)電壓VR也不同。 |t!Pms'D7  
  1.2 C-V特性 6?JW?.Ap  
 鑒于LED的芯片有9×9mil （250×250um），10×10mil，11×11mil （280×280um），12×12mil （300×300um），故pn結面積大小(xiao)不(bu)一(yi)，使(shi)其結電容（零偏壓）C≈n+pf左右。 Er,R?sBJ.  
  C-V特性呈二次函數關系（如圖2）。由1MHZ交流(liu)信號用C-V特性測試(shi)儀測得。 -O#&'lhe{  
  1.3 zui大允許功耗PF m .lfE`LX K  
 當流過LED的電流(liu)為IF、管壓降為UF則功率消耗為(wei)P=UF×IF A>0"6%  
  LED工作時，外加偏壓、偏流一定促使載流子復合發出光，還有一部分變為熱，使結溫升高。若結溫為Tj、外部環(huan)境溫度為Ta，則當Tj＞Ta時，內部熱量(liang)借(jie)助管座向外傳熱，散逸熱量(liang)（功率），可表示為P = KT（Tj – Ta）。 ;tP$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（液晶顯示）約10-3~10-5S，CRT、PDP、LED都(dou)達到10-6~10-7S（us級）。 2_eDg­r *{  
 ①響應時(shi)間從使用角(jiao)度(du)來看，就是LED點亮(liang)與熄滅所延(yan)遲的時間(jian)，即圖(tu)中tr 、tf 。圖中t0值很(hen)小，可忽(hu)略。 ^W%k>­+d+  
 ②響(xiang)應時間(jian)主要取決于載流子壽命、器件(jian)的結電容及(ji)電路阻抗。 J,xl4- gi  
  LED的點亮時間——上升時間(jian)tr是(shi)指接(jie)通電(dian)源(yuan)使發光亮度達到正常的(de)10%開始，一直到發光亮(liang)度達到正常值(zhi)的90%所經歷的時間。 N3mC  
  LED 熄滅時間——下降時間tf是指正常發光(guang)減弱(ruo)至(zhi)原(yuan)來的10%所經歷的(de)時間。

   不同材料制得的LED響應時間各不相同(tong)；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應時間＜10-9S，GaP為10-7 S。因此它們可用在10~100MHZ高頻(pin)系(xi)統。 gB - 

2 LED光學特性 Q+ wAH,=_  
 發光二極管(guan)有紅(hong)外（非可見）與可見光兩個系(xi)列，前(qian)者(zhe)可用輻射度(du)，后者(zhe)可用光度(du)學(xue)來量度(du)其(qi)光學(xue)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，由于凸透鏡的作用，故都具有很強(qiang)指向性(xing)：位于法向方向光強(qiang)zui大，其與水平(ping)面交角為90°。當偏離正法向不同θ角度(du)，光強(qiang)也隨之變化。發光強(qiang)度(du)隨著(zhu)不同封裝形狀而強(qiang)度(du)依(yi)賴角方向(xiang)。 V7_）lHp~  
  2.1.2 發光強度的角分布Iθ是描述LED發(fa)光在空間各個方向上光強分布。它主要取決于(yu)封裝的工藝（包括支(zhi)架、模粒(li)頭、環氧樹脂中添加散射劑與否(fou)） t+F< n6@R  
 ⑴為(wei)獲得(de)高指(zhi)向性的(de)角分布(bu)（如(ru)圖1） %rAK\OQN2  
 ① LED管芯位(wei)置離(li)模粒頭遠些； !b`p;|Qt  
 ②使用(yong)圓錐(zhui)狀(zhuang)的模(mo)粒頭； TpEY1
 ③封裝(zhuang)的環氧樹脂(zhi)中勿加散射劑。 \
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 采取上述措施可使LED 2θ1/2 = 6°左(zuo)右，大(da)大(da)提高了(le)指向性。 VpuPO\VQ  
 ⑵當前幾種常用封裝的散(san)射角（2θ1/2角）圓形(xing)LED：5°、10°、30°、45° 2[1]SJ 2MFl  
  2.2 發(fa)光峰值波(bo)長及其(qi)光譜分布 

 ⑴ LED發光強(qiang)度或光功率輸出(chu)隨著波長變化而不同，繪成一(yi)條分布曲線——光譜(pu)分布曲線(xian)。當(dang)此曲線(xian)確定(ding)之后，器(qi)件(jian)的有關(guan)主波長、純度等相關(guan)色度學參數亦隨之而定(ding)。 !>;`