LED的电压电流特性分析

LED是一个半导体二极管，它和所有二极管一样具有一个伏安（V/I）特性，也和所有的半导体二极管一样，这个伏安特性有一个温度特性。其特点就是当温度上升的时候，伏安特性左移。图1-3所示为LED工作的V/I工作特性曲线。具有和一般半导体二极管相似的V/I特性曲线。

假定对LED以I_o恒流供电，在结温为T₁时，结电压为V₁，而当结温升高为T₂时，整个伏安特性左移为V₂，电流I_o不变。这两个电压差除以温度差，就可以得到以mV/℃表示的LED温度系数。对于普通硅二极管，这个温度系数大约为-2mV/℃。但是LED大多数不是用硅材料制成的，所以温度系数会有所不同。例如Cree公司的XLamp7090 XR-E大功率LED，温度系数为-4mV/℃，是普通硅二极管的2倍。

图1-3 LED工作的V/I工作特性曲线

在图1-3中，0A段为LED的正向死区，V_A为LED发光的开启电压。红色（黄色）LED的开启电压一般为0.2～0.25V，绿色（蓝色）LED的开启电压一般为0.3～0.35V。LED处于正向工作状态，在达到它的开启电压值时，LED开始发光。继续加大LED的正向工作电压，LED的发光亮度急剧增加。如果继续加大LED的正向工作电压，LED有可能很快损坏。所以，LED属于电流器件，正是由于这一工作特性，决定了LED必须在恒流工作状态下才可以安全工作。

AB段为LED的工作区，在这一工作区段，LED一般随着正向电压的增加正向工作电流随之增加，发光亮度也随之增大。但在这个工作区内要特别注意，如果不加任何保护，当LED的正向工作电压增加到一定值后，LED的正向电流会很大。如果没有保护电路，LED会因为电流过大而烧坏。

0C段为LED的反向截止区，LED在反向电压工作区不发光（不工作），但有反向电流，这个反向电流通常很小。

CD段为LED的反向击穿区，LED的反向电压一般要大于10V，最大不超过15V。超过这个电压，LED就会出现反向击穿，导致LED损坏。

如图1-4所示，一般LED的光输出随LED的正向工作电流的加大而加大，但是LED的发光效率会随LED的正向工作电流的加大而下降，所以实用中需在LED光输出、发光效率和正向工作电流之间合理选择。(www.xing528.com)

图1-4 LED的光输出、发光效率和正向工作电流的关系曲线

LED的发光波长和LED的正向工作电流有关，如图1-5所示，LED的正向工作电流发生变化时，LED的主要发光波长也会发生变化，即LED的输出光颜色也发生变化。为确保LED的光输出颜色稳定，实用中需保持LED的正向工作电流不变。LED的相关色温与驱动电流的关系曲线如图1-6所示，即随LED的正向工作电流加大，LED发光色温加大（具体变化规律和LED的型号有关）。

图1-5 LED的发光波长和正向工作电流的关系曲线

图1-6 LED的相关色温与驱动电流的关系曲线