LED的電學特性

2、led的電學特性

2.1 正向工作電流if：是指發光二極體正常發光時的正向電流值。在實際使用中應根據需要選擇if在0.6·ifm以下。

2.2 正向工作電壓vf：參數列中給出的工作電壓是在給定的正向電流下得到的。一般是在 if=20ma時測得的。發光二極體正向工作電壓vf在1.4～3v。在外界溫度公升高時，vf將下降。

2.3 伏安特性：i-v曲線

伏安特性表徵led晶元pn結製備效能的主要引數。led的i-v特性具有非線性、整流性質（單向導電性，即外加正偏壓表現低接觸電阻，反之為高接觸電阻）如下圖：

正向死區（圖oa段）：a點對應的電壓va為開啟電壓，當v＜va時，外加電場尚克服不了因載流子擴散而形成勢壘電場，此時電阻r很大，發光二極體呈高阻態；開啟電壓對於不同led其值不同，gaas為1v，紅色gaasp為1.2v，gap為1.8v，gan則為2.5v。

正向工作區（ab段）：電流if與外加電壓vf呈指數關係，即if = is *exp（ qvf/kt –1）

其中is 為反向飽和電流，當v＞vf時，即正向工作區內，if 隨vf呈現指數上公升： if = is*exp(qvf/kt )

反向死區（-vr反向擊穿區(v<-vr)： vr 稱為反向擊穿電壓；vr 電壓對應ir為反向漏電流。當反向偏壓一直增加使v＜- vr時，則出現ir突然增加而出現擊穿現象。由於所用化合物材料種類不同，各種led的反向擊穿電壓vr也不同。

2.4 伏容特性：c-v特性

鑑於led的晶元有9×9mil (250×250um)，10×10mil，11×11mil (280×280um)，12×12mil (300×300um)，故pn結面積大小不一，使其結電容（零偏壓時）c≈n+pf左右。

如下圖（由1mhz交流訊號用c-v特性測試儀測得）所示，c-v特性呈二次函式關係。

2.5 響應時間

響應時間表徵某一器件跟蹤外部資訊變化的快慢程度，led的響應時間達到10-6~10-7s（us級）。響應時間從使用角度來看，就是led點亮與熄滅所延遲的時間，即圖中tr 、tf 。圖中t0值很小，可忽略，響應時間主要取決於載流子壽命、器件的結電容及電路阻抗。

led的點亮時間——上公升時間tr是指led接通電源使發光亮度達到正常的10%開始，一直到發光亮度達到正常值的90%所經歷的時間，這就是led的點亮時間。

led的熄滅時間——下降時間tf是指led正常發光減弱至原來的10%所經歷的時間，這就是led的熄滅時間。

不同材料制得的led響應時間各不相同；如gaas、gaasp、gaalas其響應時間＜10-9s，gap為10-7 s。因此，由上述材料製成的led可用在10~100mhz高頻系統。