发光二极管特性的实验研究

通过实验,对红、绿、蓝三种颜色的LED的发光稳定性、伏安特性和发光波长进行了研究。采用开启电压测量法和分光计测量法,研究了LED的发射波长,实验显示两种方法的结果是相符合的,说明开启电压法是可行的。     

利用温变电容特性测量发光二极管结温的研究

结区的温度, 简称结温, 是发光二极管(LED) 的重要参数之一, 它对LED 器件的出光效率、光色、器件可靠性和寿命均有很大影响, 准确测量LED 器件的结温对制备LED 芯片、器件封装和应用有着重要的意义. 本文利用反向偏压下的LED的势垒电容随温度变化的特性, 提出了一种LED结温测量的新方法. 论文首先测量和分析了LED在室温下反向偏压时的电容-电压(C-V)曲线和不同反向偏压下的电容-温度(C-T)曲线, 结果表明, 在合适的偏压下, LED的电容随温度的增大而显著增加, 并呈现良好的线性关系. 在LED工作中监测其电容的变化, 并与C-T曲线进行对比, 实现了LED结温的测量, 其测量结果和传统的正向电压法的结果相对比, 两者符合较好. 最后, 利用上述方法测量了LED 在恒流和恒压条件下的结温的实时变化过程. 较传统的结温测量方法, 本方法的优点在于只须要一次定标测量, 且可实现LED在任意电压和电流下的结温测量.     

关于发光二极管峰值波长的实验研究

发光二极管的峰值波长是描述光谱特性的重要参量。本文通过两种不同的方法测量发光二极管的辐射光峰值波长。首先利用Keithley2400数字源表测量发光二极管的伏安特性,通过origin8.0软件确定发光二极管的正向阈值电压,由公式计算其峰值波长。其次利用分光计衍射光栅的方法测量其峰值波长。实验结果表明,两种方法得出发光二极管的峰值波长都在厂家提供值范围内,为发光二极管峰值波长的测量提供了一种新的方法。     

高效InGaN/AlInGaN发光二极管的结构设计及其理论研究

利用AdvancedPhysicalModelsofSemiconductorDevices(APSYS)理论对比研究了InGaN/AlInGaN和InGaN/GaN多量子阱作为有源层的InGaN基发光二极管的结构和电学特性。与InGaN/GaN基LED中GaN作为垒层材料相比,在AlInGaN材料体系中,通过调节AlInGaN中Al和In的组分可以优化器件的性能。当InGaN阱层材料中In组分为8%时,可以实现无应力的In_0.08Ga_0.92N/AlInGaN基LED。在这种无应力结构中可以进一步降低大功率LED的\"效率下降\"(Effciencydroop)问题。理论模拟结果显示,四元系AlInGaN作为垒层可以进一步减少载流子泄露,增加空穴注入效率,减少极化场对器件性能的影响。在In_0.08Ga_0.92N/AlInGaN量子阱中的载流子浓度、有源层的辐射复合率、电流特性曲线和内量子效率等方面都优于InGaN/GaN基LED。无应变AlInGaN垒层代替传统的GaN垒层后,能够得到高效的发光二极管,并且大电流注入下的\"效率滚降\"问题得到改善。

     

GaN发光二极管的负电容现象

采用串联等效电路分析了较大正向电压下半导体二极管的交流电学特性,由此可以同时测量结电容和串联电阻,并能判断二极管是否有界面层。首次发现了在较低的测试频率和较大的正向电压下,GaN二极管的结电容具有负值,并且测试频率越低,正向偏压越大,负电容现象越显著。这种负电容效应可能与大正向电压下强注入造成的电子-空穴复合发光有关。     

人体模式静电放电对GaN基大功率发光二极管特性的影响

对GaN基大功率蓝光发光二极管(LED)分别施加了-200,-400,-600,-800,-1100和-1500V的反向人体模式静电打击,每次静电打击后,测量样品电学参数和光学参数的变化,研究了静电对LED可靠性的影响,并从理论上分析了相关衰减机理.结果表明,在-200,-400,-600和-800V的打击后,有明显的...     

高亮度发光二极管在光学实验中的应用

本介绍了高亮度发光二极管LED在提高学生光学实验效果方面的几点应用。     

基于发光二极管的普朗克常量的测量

采用电流表外接法测量发光二极管的伏安特性,确定正向阈值电压;使用多通道光谱仪测量LED的光谱特性,确定与阈值电压对应的LED辐射光的峰值波长,从而计算出普朗克常量.发蓝光、红光及绿光LED测量结果表明h的理论值处于测量值的置信区间内.     

发光二极管电光特性及其应用

通过发光二极管(LED)的光电特性实验,测量了LED的伏安曲线、发光强度、光谱分布、峰值波长和视角特征,依据LED的光电特性对实验进行了扩展,验验证了最基本的颜色理论———三基色原理,并运用波分复用原理实现了多路信号的传输.     

高亮度发光二极管用于牛顿环实验研究

提出并实验了高亮度发光二极管替代钠光灯做光学实验,要注意的问题和采取的措施,展望以及应用于物理实验的前景．     

非晶硅碳薄膜发光二极管发光的热致猝灭

本文详细测试了用RF-PECVD法制备的非晶硅碳薄膜发光二极管的光强电流特性和温度对器件发光强度的影响.在直流电流驱动下,器件的发光在注入电流1A/cm2左右趋于饱和,而在低占空比的脉冲电流驱动下器件的发光直至注入电流20A/cm2仍随电流近似线性增长,但提高环境温度发光随之下降.结合对器件受热情况分析表明,热致猝灭而非场致猝灭导致了器件在大电流下的发光饱和,并简要提出了改进器件散热的措施.     

发光二极管负电容与复合发光关系

利用正向交流(ac)小信号方法对发光二极管(LED)的电容-电压特性进行测量,可以观察到发光二极管中的负电容现象。通过对复合发光机理和发光二极管p-n结进行分析,得到了发光二极管在特定的正向电压范围内,由于发光概率复合急剧变化出现了＜0的现象;当＜0时,分析发光二极管结电容在正向偏压下对交流小信号的响应得到发光二极管表观电容的电流相位落后交流小信号电压相位,发光二极管表观电容表现为一个负电容。首次得到了发光二极管负电容与复合发光的关系表达式。     

光/电激发方式对AlGaInP及GaN 基LED电学特性的影响

采用光激励与电激励的方式对AlGaInP与InGaN/GaN基LED的电学特性进行了表征,并重点比较分析了两种激励方式的下理想因子这一重要参数的差异。探讨了影响LED理想因子的因素,确定理想因子的适宜注入强度范围。研究结果表明:结温与注入强度是影响LED理想因子的重要因素;对于特定类型的发光二极管,空间电荷区起主导作用时对应的注入强度范围内能够获得反映器件性能的LED理想因子。LED的理想因子与光激励或者电激励方式无关,因而光激励能够代替电激励对LED电学特性及理想因子进行非接触检测。     

GaN发光二极管表观电容极值分析

利用正向交流(ac)小信号方法对GaN发光二极管的电容-电压特性进行测量,可以观察到GaN发光二极管中的负电容现象。正向偏压越大,测试频率越低,负电容现象越明显。测量到的负电容现象是表象,不存在负电容;提出GaN发光二极管p-n结的结电容在特定的正向电压范围内等效于可变电容。分析可变电容对正向交流小信号响应得到:特定参数的可变电容使结电容电流相位落后于交流小信号电压相位π/2,使得在测量中表现为负电容。发现表观电容-正向电压曲线的极值点与理论模型相吻合,证明了该理论模型的正确性。     

基于双向热阻模型的光电热一体化理论

通过双向热阻模型描述LED系统内部双向散热路径,进而构建光电热一体化模型。基于双向热阻模型参数,光电热一体化模型可高精度预测LED系统的结温以及光通量。实验验证结果表明,基于所提出的双向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差在5.3%之内,而采用传统的单向热阻模型的结温计算值和实验值的平均误差达到11.2%。基于双向热阻模型的光电热一体化理论,光通量的计算值与实验值的平均误差在6.3%之内。

     

半超结SiGe高压快速软恢复开关二极管

将SiGe材料的优异性能与半超结结构的优势相结合,提出了一种半超结SiGe功率二极管, 可适应高频化电力电子电路对功率二极管低通态压降、高击穿电压、较小的反向漏电流以及快而软的反向恢复特性的要求,显著提高器件的各种特性.关键词：半超结硅锗二极管高压快速软恢复     

SiGe HBT势垒电容模型

在考虑SiGe HBT的势垒电容时,通常的耗尽层近似不再适用,应考虑可动载流子的影响.在分析研究SiGe HBT载流子输运的基础上,建立了考虑发射结势垒区内载流子分布的发射结势垒电容模型和不同电流密度下包括基区扩展效应的集电结势垒电容模型.将以上势垒电容 模型应用于SiGe HBT频率特性模拟,模拟结果与实验结果符合得很好.关键词：SiGe HBT势垒电容微分电容     

团聚效应对基于CdSe/ZnS量子点的电致发光二极管性能的影响

通过旋涂含有CdSe/ZnS量子点(Quantumdot,QD)的溶液为发光层薄膜,制备了叠层结构的电致发光二极管,利用原子力显微镜研究了QD发光亮度、薄膜形貌与其工艺条件、参数的关系。研究结果表明:随QD厚度的增加,QD纳米粒子薄膜由单层向多层薄膜形成,QD纳米颗粒发生团聚现象,并使器件亮度降低。此外,退火温度对QD薄膜形貌及其发光强度影响很大:当退火温度高于150℃时,产生的热量也会造成QD纳米粒子团聚,并导致QLED器件发光性能下降。