LED电学参数简介

LED是利用化合物材料制成PN结的光电器件，它具备PN结结型器件的电学特性。首先是LED具备单向导电性的特性；其次，LED的工作电压一般是在2～3.6V，LED的工作电流是随着供电电压的改变而改变；最后，LED工作状态会环境温度的变化而产生较大的波动。因此，LED一般要求工作在恒流的驱动状态。

LED的伏-安（I-V）特性如图1-7所示，发光二极管具有与一般半导体三极管相似的输入伏安特性曲线。对LED较为重要的电学参数有：

图1-7　LED伏安特性曲线

1.开启电压UON

电压在开启点（图1-7中A点处）以前几乎没有电流，电压一超过开启点，很快就显出欧姆导通特性，电流随电压增加迅速增大，开始发光。开启点电压因半导体材料的不同而异。GaAs（红）是1.0V，GaAsP（红）和AlGaAs（橙黄）大致是1.5V，GaP（亮红）是1.8V，GaP（亮绿）是2.0V，GaN（亮蓝）为2.5V。材料是AlGaInP的LED伏安特性如图1-8所示，材料是InGaN的LED伏安特性如图1-9所示。

图1-8　AlGaInP LED伏安特性曲线

图1-9　InGaN LED伏安特性曲线

2.正向电流IF

它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。对于小功率LED的正向电流（IF）多在20mA；中功率的LED电流一般为150mA，大功率的LED电流一般为350mA。常见的LED功率大小有0.06W、0.1W、0.2W（IF=60mA）、0.5W（IF=150mA）、1W（IF=350mA）、2W、3W（IF=750mA）、5W（IF=1000mA）等，其他更多的规格及其对应正向电流在这里就不逐一介绍。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6IFm以下。

3.正向电压UF(www.xing528.com)

它是指LED在正向电流时的对应的工作电压。小功率LED一般是在IF=20mA时测得的，正向工作电压UF在1.5～2.8V。功率级LED一般在IF=350mA时测得的，正向工作电压UF在2～4V。

电压与颜色有直接关系，红、黄、黄绿的电压是1.8～2.4V。白、蓝、翠绿的电压是3.0～3.6V。同一生产批次LED的电压会有一些差异，要以厂家提供的为准。在外界温度升高时，UF将会下降。

4.反向漏电流IR

按LED以前的常规规定，指反向电压在5V是的方向漏电流。当加反向电压时，只有很小的反向电流流过管子。在UF=-5V时，反向漏电流GaP为0，GaN为10μA。反向电流越小，说明LED的单向导电性能越好。

5.反向击穿电压VR

一般要求反向电流为指定值的情况下可测试的方向电压，反向电流一般在5～100μA之间；超过反向击穿电压时，发光二极管可能被击穿损坏。反向击穿电压通常不能超过20V，在设计电路时，必须要确定加到LED的反向电压没有超过20V。

6.允许功耗PD

当流过LED的电流为IF、管压降为UF，那么，LED的实际功率消耗PD为：PD=UF×IF。当LED工作时，外加偏压、偏流一部分促使载流子复合发出光，还有一部分变为热，使结温升高。若结温大于外部环境温度时，内部热量借助管座向外传热，散佚热量。为保证LED安全工作，应该保证实际功率在最大允许功耗范围内。

7.响应时间

LED响应时间是指通一正向电流时开始发光和熄灭所延迟时间，标志LED反应速度。响应时间主要取决于载流子寿命、器件的结电容及电路阻抗，如图所示。LED的点亮时间，即上升时间tr，它是指接通电源使发光亮度达到正常的10%开始，一直到发光亮度达到正常值的90%所经历的时间。LED熄灭时间，下降时间tf，它是指正常发光减弱至原来的10%所经历的时间。

图1-10　LED响应时间示意图

不同材料制得的LED响应时间各不相同；如GaAs、GaAsP、GaAlAs其响应时间小于10-9S。因此它们可用在10～100MHz的高频系统中。