S型源表应用之LED电性能测试

1. 概述

   LED（全称为Light-emitting diode）是一种能发光的半导体电子元件。和普通的二极管一样，这些半导体材料会预先透过注入或搀杂等工艺以产生p、n架构。LED只能够往一个方向导通（通电）,当在两端加载合适的电压后，电流可以从p极（阳极）流向n极（阴极），而相反方向则不能。两种不同的载流子：空穴和电子在不同的电极电压作用下从电极流向p、n架构。当空穴和电子相遇而产生复合，电子会跌落到较低的能阶，同时以光子的模式释放出能量，即发光。经过多年的发展，目前LED能够发出的光已经遍及可见光、红外线及紫外线，光度亦提高到相当高的程度，用途覆盖指示灯，显示板，照明等。

   源表，SMU(Source Measure           Unit)电源/测量单元，“源”为电压源和电流源，“表”为测量表，“源表”即指一种可作为四象限的电压源或电流源提供J确的电压或电流，同时可同步测量电流值或电压值的测量仪表。源表集合电压源、电流源、电压表、电流表的功能于一身，广泛用于各类精密器件的测量。
   

2. 常用测试参数

   LED必须在合适的电流电压驱动下才能正常工作。其电压-电流之间的关系称为I-V特性。通过对LED电特性的测试，可以获得对应正向电压（Vf）、反向电压（Vr）及漏电流（Ir）等参数，以及相应的I-V曲线。常用的测试方法一般为在LED器件的两端，加电压测试电流，或者加电流测试电压。此外，还可以根据客户要求，搭配相应的光学测试系统，测试相应的光学性能。

             

   （典型二极管I-V特性曲线）                                  （LED光电测试系统示意图）

    

   Vf正向导通电压测试

   正向导通电压，是LED在正常工作电流下测量的电压值。当加载在LED两端的工作电压，低于导通电压时，通过LED的电流小，不发光。当电压超过该值后，通过LED的电流随电压迅速增加，而后LED发光。常用测试方法为，将LED的正极接在高电位端，负极接在低电位端，逐渐增加LED的电流（电流值一般为几mA），并同时测量LED两端的电压（电压值范围在几V以内）。而后根据实际测试需要，对数据进行分析，得到相应的Vf值。

    

   Vr 反向击穿电压测试

   反向击穿电压，是所允许加载在LED两端的Z大反向电压。当二极管两端的反向电压超过Vr后，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。若长时间工作电压超过Vr，发光二极管可能被击穿损坏。常用测试方法为，将LED的正极接在低电位端，负极接在高电位端，逐渐增加LED的电流（电流值一般为几mA），并同时测量LED两端的电压（电压值范围在几V以内）。而后根据实际测试需要，对数据进行分析，得到相应的Vr值。由于源表可作为四象限工作的电压源，因此，在测试时，无需将接线端反接。源表内部会自动根据设定值，切换输出端的极性。

    

   Ir漏电流测试

   漏电流，指LED处于反向偏置状态时，流过二极管的微弱反向电流。此时，LED两端的电压低于Vr。常用的测试方法为，将LED的正极接在低电位端，负极接在高电位端，而后根据实际测试需要，设定加载在LED两端的电压，测量电流Ir。

     

S型源表简介

普赛斯S系列高精度源表，集电压、电流输入输出及测量等多种功能于一体。产品Z大输出电压达300V，Z小测试电流达100pA，分辨率低至10pA，支持四象限工作，因此,可广泛应用于各种半导体器件I-V电特性测试，如半导体IC，功率半导体器件，传感器，LED等。产品具有如下特点：

• 采用5寸800*480触摸显示屏，全图形化操作，操作简单方便

• 内置丰富的扫描模式，支持线性扫描、指数扫描及用户自定义扫描

• 四象限工作模式，可在源模式或肼模式下工作

• 支持USB存储，一键导出测试报告

• 兼容多种上位机通讯方式，RS-232、GPIB及以太网

• 可搭配普赛斯自主开发的上位机软件使用，快速实现不同器件的测试

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