白光LED燈基本特性測量實驗指導書1實驗目的通過I-U圖像，理解白光LED燈的伏安特性；通過測量P-I、P-?x、光強等物理量及其關系理解白光LED燈的光學特性。2實驗原理衡量LED是否處于正常工作狀態(tài)，LED的電學參數是基本的參考依據。電學參數主要有正向電流、正向電壓、反向漏電流、工作時的耗散功率。由于在正向偏壓下，與恒流源相比，采用恒壓源驅動LED工作，電流會隨溫度升高而變大。因此，在正向偏壓下采用恒流源驅動，只要散熱好，就能降低光衰，延長壽命。恒流源與恒壓源的區(qū)別：通常情況下，理想的恒壓源電壓U是定值，與所連接的外電路無關，與流過的電流I也無關，而電流與外電路有關；理想的恒流源發(fā)出的電流Is是定值，與所連接的外電路無關，與端電壓也無關，而恒流源的端電壓與外電路有關。恒流恒壓源當DC指示燈亮時，表示恒壓源，要利用恒壓源，可以把恒流源按鈕左旋至最小。這是設定恒壓源為多少伏時，閉合電路的電流就會根據負載的大小而改變，數值在顯示屏上粗略地顯示；當使用恒流源時，AC指示燈亮表示恒流源工作，恒流源在無負載連接電路時是顯示為0A。因此要想知道恒流源的量程，要先調節(jié)電壓旋鈕設定為某值，再串聯(lián)一個合適的負載。具體計算根據歐姆定律，比如，先設定電壓為30V，串聯(lián)的負載為100Ω，則恒流源的量程最大為0.3A。要想恒流源的量程大，需要將電壓設定的大，選擇串聯(lián)的負載小。光功率是光源將在單位時間內電能轉換成光能多少的物理量。所以，在測量光源光功率時要盡量能夠讓光源將光聚集到某一方向上使得光功率計測得光功率的準確、有效。因為測量光功率時需要在燈珠上加會聚鏡。照度E的定義為單位面元上所接受的光通量，即（1）Φ的單位為Lm，s的單位為m2,E的單位為勒克斯（Lx）。設一點光源的發(fā)光強度為I，垂直照射到某一平面，依照度定律，則點光源在受照平面上的照度E為（2）式中r為點光源與受照平面之間的距離。3實驗器材及實驗裝置圖恒流恒壓源（TPR3002-3c）、電阻箱（ZX91直流）、滑動變阻器（，）、GDM-356數字萬用表2個、光功率計（上海復旦）、數字溫度計、照度計（TES1330A）或者（DT-61）、散熱扇、導線、刻度尺、被測白光LED燈珠（1w\3w正白光）。實驗的儀器實物圖和實驗裝置圖分別如圖5-1和圖5-2。本實驗裝置可以測量白光LED燈的伏安特性以及光度特性（包括光功率、發(fā)光強度）一共3項測量內容。實驗條件需要溫度在15℃～35℃；相對濕度在20%～80%；氣壓在86kPa~106kPa；室溫條件基本符合；測試環(huán)境應無影響測試準確度的機械振動、電磁和光照等干擾；器件全部光電參數均應在熱平衡下進行（要有足夠測試預熱時間）。圖5-1實驗儀器實物圖圖5-1實驗儀器實物圖圖5-2實驗系統(tǒng)裝置圖4實驗內容及步驟1）注意恒流源的正確使用。打開恒流源，預熱15分鐘，先將恒流源與滑動變阻器串聯(lián)，調節(jié)滑動變阻器使恒流源的量程保證在1A左右（根據歐姆定律計算,具體參照實驗原理），為后續(xù)實驗做準備。再根據電路圖5-2連接實物圖。2）測量1w（3w）正白光LED燈在正向工作區(qū)的電流電壓特性，找到IF=350mA(700mA)時的正向電壓VF，并作出電流電壓關系曲線I-U。具體做法：通過改變恒流源的電流，使電壓從2.60V開始每隔0.10V記錄下對應的電流值（1W的測到3.60V，3W的測到3.80V）。并要記錄IF=350mA（IF=700mA）時的正向電壓VF，計算此時的電功率。作出電流電壓關系曲線I-U。從中找出1w（3w）額定功率對應的額定電壓。3）在燈珠上加會聚鏡，并保持?x=31.6cm,打開光功率計。保證光源與探測器水平高度一致。通過每隔50mA改變電流大小（可測到600mA），記錄光功率。作出光功率與電流的關系曲線P-I。4）探究白光LED燈的光功率在軸線上的分布。在額定電壓U=3.25v（3w自己找出額定功率對應的電壓值）時，其他條件不變的情況下，改變燈珠邊緣與光功率探測器的位置，從?x=10.00cm時每隔5cm測一次光功率，測到?x=100.00cm。記錄數據，并作出光功率與電流的關系曲線P-x。5）去掉會聚鏡，在光具座上將光功率計取下，加上照度計，在額定電壓U=3.25v（3w自己找出額定功率對應的電壓值）時，測量出白光LED燈在近場條件下?x=10.00cm和遠場條件下?x=31.60cm的照度，分別記錄五組數據，并進行求平均。再根據公式算出其在軸線上的發(fā)光強度。5注意事項在開始實驗前，需要打開恒流恒壓源進行預熱15分鐘左右。并打開燈珠預熱1分鐘，待光照穩(wěn)定后再開始測試；燈珠在工作時，散熱扇同時打開，保證實驗的所有過程散熱，采用外接法測LED燈伏安特性,同時排除其他光源的干擾；在實驗時，保證光源與光功率計探測器在高度上時刻保持水平；在測量光源的照度時，保證距離準確，同時不能加會聚鏡。1.作I-UU/V2.602.702.802.903.003.103.203.303.403.503.60I/mA2763104149194248305364449511580IF=350mA時的正向電壓VF=327V2.曲線P-II/mA42102155197249298357402453499553603P/uW15.836.053.366.281.193.9108.6118.8129.5137.0145.8153.93.曲線P-x?x/cm10.0015.0020.0025.0030.0035.0040.0045.0050.0055.00P/mW0.7970.4840.2810.1730.1200.0880.0660.0520.0420.34?x/cm60.0065.0070.0075.0080.0085.0090.0095.00100.00P/mW0.0280.0240.0200.0