中國光學(xué)光電子行業(yè)協(xié)會光電器件專業(yè)分會根據(jù)國內(nèi)及行業(yè)內(nèi)部的實際情況,初步制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)"發(fā)光二極管測試方法".本文敘述了與發(fā)光二極管測試有關(guān)的術(shù)語和定義,在此基礎(chǔ)上,詳細介紹了測試方法和測試裝置的要求.
本文涉及的測試方法適用于紫外/可見光/紅外發(fā)光二極管及其組件,其芯片測試可以參照進行。
2 術(shù)語和定義
2.1發(fā)光二極管 LED
除半導(dǎo)體激光器外，當(dāng)電流激勵時能發(fā)射光學(xué)輻射的半導(dǎo)體二極管。嚴(yán)格地講，術(shù)語LED應(yīng)該僅應(yīng)用于發(fā)射可見光的二極管;發(fā)射近紅外輻射的二極管叫紅外發(fā)光二極管(IRED,Infrared Emitting Diode) ;發(fā)射峰值波長在可見光短波限附近，由部份紫外輻射的二極管稱為紫外發(fā)光二極管;但是習(xí)慣上把上述三種半導(dǎo)體二極管統(tǒng)稱為發(fā)光二極管。
2.2光軸 Optical axis
最大發(fā)光(或輻射)強度方向中心線。
2.3正向電壓VF Forward voltage
通過發(fā)光二極管的正向電流為確定值時，在兩極間產(chǎn)生的電壓降。
2.4反向電流IR Reverse current
加在發(fā)光二極管兩端的反向電壓為確定值時，流過發(fā)光二極管的電流。
2.5反向電壓VR Reverse voltage
被測LED器件通過的反向電流為確定值時，在兩極間所產(chǎn)生的電壓降。
2.6總電容C Capacitance
在規(guī)定正向偏壓和規(guī)定頻率下，發(fā)光二極管兩端的電容。
2.7開關(guān)時間 Switching time
涉及以下概念的最低和最高規(guī)定值是10%和90%，除非特別注明。
2.7.1開啟延遲時間td(on) Turn-on delay time
輸入脈沖前沿最低規(guī)定值到輸出脈沖前沿最低規(guī)定值之間的時間間隔。
2.7.2上升時間tr Rise time
輸出脈沖前沿最低規(guī)定值到最高規(guī)定值之間的時間間隔。
2.7.3開啟時間ton Turn-on time
器件所加輸入脈沖前沿的最低規(guī)定值到輸出脈沖前沿最高規(guī)定值之間的時間間隔
ton= td(on)+tr
2.7.4關(guān)閉延遲時間td(off) Turn-off delay time
器件所加輸入脈沖后沿的最高規(guī)定值到輸出脈沖后沿最高規(guī)定值之間的時間間隔
2.7.5下降時間tf Fall time
輸出脈沖后沿最高規(guī)定值到最低規(guī)定值之間的時間間隔(見圖1)。
圖1 開關(guān)時間 延遲時間
?
2.7.6關(guān)閉時間toff Turn-off time
器件所加輸入脈沖后沿的最低規(guī)定值到輸出脈沖后沿最低規(guī)定值之間的時間間隔。
toff =td(off)+tf
2.8光通量Φv Luminous flux
通過發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時，器件光學(xué)窗口發(fā)射的光通量。
2.9輻射功率Φe Radiant power
通過發(fā)光二極管的正向電流為規(guī)定值時，器件光學(xué)窗口發(fā)射的輻射功率。
2.10輻射功率效率ηe Radiant power efficiency
器件發(fā)射的輻射功率 與器件的電功率(正向電流 乘以正向電壓 )的比值：
ηe =Φe/(IF?VF)
注：在與其它術(shù)語不會混淆時，可簡稱為輻射效率 (Radiant efficiency)。
2.11光通量效率ηv Luminous flux efficiency
器件發(fā)射的光通量Φv 與器件的電功率(正向電流 IF乘以正向電壓 VF)的比值：
ηv =Φv/(IF?VF)
注：在與其它術(shù)語不會混淆時，可簡稱為發(fā)光效率(Luminous efficiency)。
2.12發(fā)光(或輻射)空間分布圖及相關(guān)特性
2.12.1發(fā)光(或輻射)強度Iv Luminous(or Radiant) intensity
光源在單位立體角內(nèi)發(fā)射的光(或輻射)通量，可表示為Iv =dΦ/dΩ。發(fā)光(或輻射)強度的概念要求假定輻射源是一個點輻射源，或者它的尺寸和光探測器的面積與離光探測器的距離相比是足夠小，在這種情形，光探測器表面的光(或輻射)照度遵循距離平方反比定理，即E=I/d2 。這里I是輻射源的強度，d是輻射源中心到探測器中心的距離。把這種情況稱為遠場條件。然而在許多應(yīng)用中，測量LED時所用的距離相對較短，源的相對尺寸太大，或者探測器表面構(gòu)成的角度太大，這就是所謂的近場條件。此時，光探測器測量的光(或輻射)照度取決于正確的測量條件。
2.12.2平均LED強度 Averaged LED intensity
照射在離LED一定距離處的光探測器上的通量Φ與由探測器構(gòu)成的立體角Ω 的比值，立體角可將探測器的面積S除以測量距離d的平方計算得到。
I=Φ/Ω=Φ/(S/d2)
CIE推薦標(biāo)準(zhǔn)條件A和B(見7.2.1.2)來測量近場條件下的平均LED強度,可以分別用符號ILED A和ILED B來表示,用符號ILED Ae和ILED Av分別表示標(biāo)準(zhǔn)條件A測量的平均LED輻射強度和平均LED發(fā)光強度。
2.12.3發(fā)光(或輻射)強度空間分布圖 Luminous(or Radiant)diagram
反映器件的發(fā)光(或輻射)強度空間分布特性(見圖2)：
Iv(或Ie)=f(θ)
圖2 輻射圖和有關(guān)特性
?
注1：除非另外規(guī)定，發(fā)光(或輻射)強度分布應(yīng)該規(guī)定在包括機械軸Z的平面內(nèi)。
注2：如果發(fā)光(或輻射)強度分布圖形有以Z軸為旋轉(zhuǎn)對稱特性，發(fā)光(或輻射)強度空間分布圖 僅規(guī)定一個平面。
注3：如果沒有以Z軸為旋轉(zhuǎn)對稱特性，各種角度θ的發(fā)光(或輻射)強度分布應(yīng)有要求，X、Y、Z方向要求可有詳細規(guī)范定義。