发光二极管特性参数简易测试议的设计

王淼

摘要 为方便在教学实验中对发光二极管特征参数的测试，本文设计了一个简易的测试仪，该测试仪能够对发光二极管的伏安特性、光照強度、颜色以及指向性等特征参数进行方便的检测，通过测试，表明该测试仪能够对发光二板管的多项参数进行快速、准确的测量。

关键词 发光二极管；测试仪；伏安特性

中图分类号 TN3 文献标识码 A 文章编号2095—6363（2016）17—0029—02

发光二级管的伏安、颜色、光照、方向特性等参数是其在现实的应用中考虑的重要因素，但是目前基于工业生产的测试仪器结构复杂，不方便实验应用。本文设计了一种成本低又使用方便的测试议，能够对不同颜色的发光二极管的特性进行测试，加深对发光二极管的认识。

1测试仪的设计

该测试议主要由5部分构成，其中被检测的发光二极管以及对其特性进行检测的光敏器件、量角器、颜色传感器等放入密闭装置中；测试部分主要由相关的测试电路组成；调节部分主要用于对测试使用电压、二极管照射角度的调节；显示部分显示测试的电压、电流、光照强度等信息；电源部分提供5V和12V两种直流电压。

2相关硬件及测试电路的设计

2.1发光二极管的伏安特性测试

所谓伏安特性，就是发光二极管中流过P-N结的电流随电压变化的特性。当电压超过某个阈值时，电流会出现指数式上升。本测试议使用的正向伏安测试电路如图1所示：

本电路负责检测被测发光二极管两端的电压及流过发光二极管的电流。

2.2发光二极管的发光强度测试

硅光电池对光的检测较为敏感，本测试仪采用硅光电池作为光敏器件，对发光二极管的发光强度进行测试。硅光电池能够把射入到其表面的光能转化为电能，而且硅光电池的短路电流与光照的强度之间存在线性关系，适合于对发光强度的检测。

2.3发光二极管的颜色测试

本测试仪采用颜色传感器采集发光二极管的光照颜色，对光线进行滤光分析的基础上得到一个基值，生成稳定的波形输入单片机，通过单片机的计算处理得出较为准确的颜色RGB数值。

2.4发光二极管的指向性测试

发光二极管发射强度由光轴取其方向角度的一半时，其值为峰值的一半，此角度为方向半值角，此角的角度越小，发光二极管的指向性越高。本测试仪对方向性检测中角度的测量采用的是简易的量角器，通过旋转被检测的发光二极管，指针会在量角器上显示出发光二极管的方向角。

3测试结果

使用本文设计的简易测试议，对常用的一些发光二极管进行了测试实验。表1列出了测试用发光二极管的安全工作电压范围。

发光二级管的阈值电压通过截距外推法获得，当发光二极管所加的电压低于其阂值电压时，几乎没有电流通过发光二极管；当所加电压超过阂值电压后，发光二极管的电阻导通特性呈现出来，通过发光二极管的电流会急速增加。图2为蓝、绿两种发光二极管的正向V-I特性关系曲线图。

从图2中可以看出，电压超过阈值电压后，电流随电压的增加急剧加大，符合二极管的伏安特性。发光二极管中因正向电流的通过而发光，图3是通过测试仪对蓝、绿两种发光二极管的光照强度进行检测后得到的光照特征曲线。

从图3中可以看出，绿色发光二极管的光照强度比蓝色发光二极管的要高，正向电流小于额定电流时，两种发光二极管的光照强度与通过的电流成近似线性的关系。表2为通过本文设计的测试仪器对蓝、绿两种发光二极管的半值角、视角和颜色值的测试结果。endprint