1 引 言

　　目前半導體發光二極管(LED)已經被廣泛應用于指示燈、儀表顯示、手機背光源和車載光源等照明領域。本文搭建的LED特性測試系統，具有結構簡單、綜合性強、耗費資金少的優勢，可直接測量LED的伏安特性、光強分布特性、光譜特性、光功率和電流關系特性以及發光效率和電流關系特性;間接計算LED的發光波長、正常工作電壓和半值角、光通量和發光效率。這些工作不僅豐富了普物實驗的教學內容，使學生理解電子躍遷、空穴的形成以及光強、光照度等基本概念，還可以深入、全面地研究LED的特性。

　　2 實 驗

　　2.1 實驗器材

　　實驗器材包括：精密數顯直流穩流穩壓電源、照度表、光功率計、分光計、直尺、游標卡尺、滑線變阻器、萬用表、顏色傳感器、單色分光儀、頻率計、電路板等;被測LED有白色圓柱型LED、“食人魚”LED(白光、紅光、綠光和藍光)。

　　2.2 設計原理與方法

　　通過如圖1所示的測量電路，可以測量LED的伏安特性，以確定LED的閾值電壓、正向電壓、正向電流、正常工作電壓(簡稱為額定電壓)以及發光波長。圖2是測量LED光強分布的測試系統，取經過LED軸線的測試平面，用照度表測量該平面與光源中心等距離弧線上各點光強，以確定光強與LED發光角度之間的關系，分析5種LED的光強分布，計算得到發光二極管的半值角和指向性。

　　圖3是用TCS230型顏色傳感器測LED正常發光狀態下的光譜成分的系統圖，將測試結果與單色儀測試的標準參量相比較，檢驗其準確性;據此計算得到峰值波長，檢驗LED的發光純度。

　　圖4是測量LED的光功率與電流關系特性的電路圖，通過數據分析得到LED發光一致時的電流。

　　圖5是測量LED光通量的實驗系統，將照度表的接受面頂端與被測LED頂端相接觸，通過調節電流得到照度表的讀數，以便分析其不同電流下的發光效率并做出發光效率和電流的關系特性曲線。