1.led的特性_效率
發(fā)光二極管的效率可以用電光源的常用術(shù)語(yǔ)來表征，即對(duì)紅外光采用輻射效率ηe，對(duì)可見光則用發(fā)光效率ηl。但是也有用內(nèi)量子效率ηqi和外量子效率ηqe來表征的;
ηqi=NT/G
公式中NT為輻射復(fù)合產(chǎn)生光子的效率，G為注入的電子空穴對(duì)書。這樣ηqi等于注入每個(gè)電子空穴對(duì)在半導(dǎo)體內(nèi)所發(fā)生的光子數(shù)，最高可接近100% 。
ηqe=NT/G
公式中，NT為從發(fā)光二極管輸出光子的效率。這樣qei等于注入每個(gè)電子空穴對(duì)所產(chǎn)生的輸出器件外的有效光子數(shù)，一般只有0.01----13%。發(fā)射紅外的ηqe可達(dá)15%，而綠光ηqe，下降到1%以下。
使外量子效率顯著下降的主要原因是半導(dǎo)體本身的吸收，是光從半導(dǎo)體射入空氣時(shí)的反射損失和全反射損失造成的。例如GaAs的折射率n=3.6，反射損失為32%，用圖6所示結(jié)構(gòu)的全反射損失為96%，出射的光只有百分之幾。采用圖7的結(jié)構(gòu)，全反射損失大為減少。目前常用透明樹脂替代圖7的球型部分，以降低成本。
2.led的特性_光的光譜分布
對(duì)大多數(shù)半導(dǎo)體材料來說，由于折射率較大，在光逸出半導(dǎo)體之前，往往以經(jīng)過多次反射，由于短波光比長(zhǎng)波光易于吸收，所以峰值波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光子能量比帶隙Eg小些。例如，GaAs發(fā)射的峰值波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光子能量為1.1eV，比室溫下的帶隙Eg小0.3eV。改變GaAs1-xPx中的x值，峰值波長(zhǎng)在620---680nm范圍內(nèi)變化。譜線半寬度為200-300A。由此可知，發(fā)光二極管提供的是半寬度很大的單色光。
由于半導(dǎo)體的能隙溫度的上升而減小，因此它所發(fā)射的峰波長(zhǎng)隨溫度的上升而增長(zhǎng)，溫度系數(shù)約為2-3A/°C。
3.led的特性_發(fā)光強(qiáng)度分布
一種在GaP基片上生成GaAsP的發(fā)光二極管的發(fā)光分布溫度如圖8所示，譜線寬度為400A，發(fā)射的角度寬度約為 22° ，500W/sr。總之，發(fā)光二極管的幅通量是集中在一定角度內(nèi)發(fā)射出去的。
4.led的特性_光出射度
圖9表明幾種半導(dǎo)體P-N結(jié)發(fā)射的光出射度與輸入電流的關(guān)系。可見，GaAs1-xPx和Ga1-xAlxAs，半導(dǎo)體發(fā)光管具有良好的線性，其他兩種則相當(dāng)差。圖10表明發(fā)光二極管輸出的光通量強(qiáng)烈地依賴環(huán)境溫度，使用時(shí)必須加以考慮。
5.led的特性_響應(yīng)時(shí)間
發(fā)光二極管的響應(yīng)時(shí)間是標(biāo)志反應(yīng)速度的一個(gè)重要參數(shù)，尤其在脈沖驅(qū)動(dòng)或電調(diào)制時(shí)顯得非常重要。響應(yīng)時(shí)間是指注入電流后發(fā)光二極管啟亮(上升)和熄滅(衰減)的時(shí)間。發(fā)光二極管的上升時(shí)間隨著電流的增大近似的成指數(shù)地衰減。直接躍遷的材料如 (GaAs1-xPx)的響應(yīng)時(shí)間僅幾個(gè)ns，而間接躍遷材料(如GaP)的響應(yīng)時(shí)間則是 100ns。
發(fā)光二極管可利用交流供電或脈沖供電獲得調(diào)制光或脈沖光，調(diào)制頻率可高達(dá)幾十兆赫。這種直接調(diào)制技術(shù)使發(fā)光二極管在相位測(cè)距儀、能見度儀及短距離通訊中得到應(yīng)用。
6.led的特性_壽命
發(fā)光二極管的壽命一般很長(zhǎng)，電流密度小于1A/cm2的情況下，壽命可達(dá)1000000小時(shí)，即可連續(xù)點(diǎn)燃一百多年。這是任何光源均無法與它競(jìng)爭(zhēng)的。發(fā)光二極管的亮度隨著工作時(shí)間的加長(zhǎng)而衰退，這就是老化。老化的快慢與電流密度j和老化時(shí)間常數(shù)r有關(guān)。
目前限于工藝水平，發(fā)光二極管發(fā)射的幅通量(功率)只有微瓦、毫瓦級(jí)，幾十毫瓦的已很少見。隨著大功率器件的出現(xiàn)，其應(yīng)用的領(lǐng)域?qū)?huì)日益擴(kuò)大。
