白光LED燈基本特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書1實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^I-U圖像，理解白光LED燈的伏安特性；通過測(cè)量P-I、P-?x、光強(qiáng)等物理量及其關(guān)系理解白光LED燈的光學(xué)特性。2實(shí)驗(yàn)原理衡量LED是否處于正常工作狀態(tài)，LED的電學(xué)參數(shù)是基本的參考依據(jù)。電學(xué)參數(shù)主要有正向電流、正向電壓、反向漏電流、工作時(shí)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(qū)動(dòng)LED工作，電流會(huì)隨溫度升高而變大。因此，在正向偏壓下采用恒流源驅(qū)動(dòng)，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(guān)，與流過的電流I也無關(guān)，而電流與外電路有關(guān)；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(guān)，與端電壓也無關(guān)，而恒流源的端電壓與外電路有關(guān)。恒流恒壓源當(dāng)DC指示燈亮?xí)r，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(shè)定恒壓源為多少伏時(shí)，閉合電路的電流就會(huì)根據(jù)負(fù)載的大小而改變，數(shù)值在顯示屏上粗略地顯示；當(dāng)使用恒流源時(shí)，AC指示燈亮表示恒流源工作，恒流源在無負(fù)載連接電路時(shí)是顯示為0A。因此要想知道恒流源的量程，要先調(diào)節(jié)電壓旋鈕設(shè)定為某值，再串聯(lián)一個(gè)合適的負(fù)載。具體計(jì)算根據(jù)歐姆定律，比如，先設(shè)定電壓為30V，串聯(lián)的負(fù)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(shè)定的大，選擇串聯(lián)的負(fù)載小。光功率是光源將在單位時(shí)間內(nèi)電能轉(zhuǎn)換成光能多少的物理量。所以，在測(cè)量光源光功率時(shí)要盡量能夠讓光源將光聚集到某一方向上使得光功率計(jì)測(cè)得光功率的準(zhǔn)確、有效。因?yàn)闇y(cè)量光功率時(shí)需要在燈珠上加會(huì)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(shè)一點(diǎn)光源的發(fā)光強(qiáng)度為I，垂直照射到某一平面，依照度定律，則點(diǎn)光源在受照平面上的照度E為（2）式中r為點(diǎn)光源與受照平面之間的距離。3實(shí)驗(yàn)器材及實(shí)驗(yàn)裝置圖恒流恒壓源（TPR3002-3c）、電阻箱（ZX91直流）、滑動(dòng)變阻器（，）、GDM-356數(shù)字萬用表2個(gè)、光功率計(jì)（上海復(fù)旦）、數(shù)字溫度計(jì)、照度計(jì)（TES1330A）或者（DT-61）、散熱扇、導(dǎo)線、刻度尺、被測(cè)白光LED燈珠（1w\3w正白光）。實(shí)驗(yàn)的儀器實(shí)物圖和實(shí)驗(yàn)裝置圖分別如圖5-1和圖5-2。本實(shí)驗(yàn)裝置可以測(cè)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(qiáng)度）一共3項(xiàng)測(cè)量內(nèi)容。實(shí)驗(yàn)條件需要溫度在15℃～35℃；相對(duì)濕度在20%～80%；氣壓在86kPa~106kPa；室溫條件基本符合；測(cè)試環(huán)境應(yīng)無影響測(cè)試準(zhǔn)確度的機(jī)械振動(dòng)、電磁和光照等干擾；器件全部光電參數(shù)均應(yīng)在熱平衡下進(jìn)行（要有足夠測(cè)試預(yù)熱時(shí)間）。圖5-1實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)物圖圖5-1實(shí)驗(yàn)儀器實(shí)物圖圖5-2實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)裝置圖4實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟1）注意恒流源的正確使用。打開恒流源，預(yù)熱15分鐘，先將恒流源與滑動(dòng)變阻器串聯(lián)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使恒流源的量程保證在1A左右（根據(jù)歐姆定律計(jì)算,具體參照實(shí)驗(yàn)原理），為后續(xù)實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。再根據(jù)電路圖5-2連接實(shí)物圖。2）測(cè)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(shí)的正向電壓VF，并作出電流電壓關(guān)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(duì)應(yīng)的電流值（1W的測(cè)到3.60V，3W的測(cè)到3.80V）。并要記錄IF=350mA（IF=700mA）時(shí)的正向電壓VF，計(jì)算此時(shí)的電功率。作出電流電壓關(guān)系曲線I-U。從中找出1w（3w）額定功率對(duì)應(yīng)的額定電壓。3）在燈珠上加會(huì)聚鏡，并保持?x=31.6cm,打開光功率計(jì)。保證光源與探測(cè)器水平高度一致。通過每隔50mA改變電流大?。蓽y(cè)到600mA），記錄光功率。作出光功率與電流的關(guān)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(duì)應(yīng)的電壓值）時(shí)，其他條件不變的情況下，改變燈珠邊緣與光功率探測(cè)器的位置，從?x=10.00cm時(shí)每隔5cm測(cè)一次光功率，測(cè)到?x=100.00cm。記錄數(shù)據(jù)，并作出光功率與電流的關(guān)系曲線P-x。5）去掉會(huì)聚鏡，在光具座上將光功率計(jì)取下，加上照度計(jì)，在額定電壓U=3.25v（3w自己找出額定功率對(duì)應(yīng)的電壓值）時(shí)，測(cè)量出白光LED燈在近場(chǎng)條件下?x=10.00cm和遠(yuǎn)場(chǎng)條件下?x=31.60cm的照度，分別記錄五組數(shù)據(jù)，并進(jìn)行求平均。再根據(jù)公式算出其在軸線上的發(fā)光強(qiáng)度。5注意事項(xiàng)在開始實(shí)驗(yàn)前，需要打開恒流恒壓源進(jìn)行預(yù)熱15分鐘左右。并打開燈珠預(yù)熱1分鐘，待光照穩(wěn)定后再開始測(cè)試；燈珠在工作時(shí)，散熱扇同時(shí)打開，保證實(shí)驗(yàn)的所有過程散熱，采用外接法測(cè)LED燈伏安特性,同時(shí)排除其他光源的干擾；在實(shí)驗(yàn)時(shí)，保證光源與光功率計(jì)探測(cè)器在高度上時(shí)刻保持水平；在測(cè)量光源的照度時(shí)，保證距離準(zhǔn)確，同時(shí)不能加會(huì)聚鏡。1.作I-UU/V2.602.702.802.903.003.103.203.303.403.503.60I/mA2763104149194248305364449511580IF=350mA時(shí)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