LED電子顯示屏是利用化合物材料制成pn結(jié)的光電器件。它具備pn結(jié)結(jié)型器件的電學(xué)特性:I-V特性、C-V特性和光學(xué)特性:光譜響應(yīng)特性、發(fā)光光強(qiáng)指向特性、時(shí)間特性以及熱學(xué)特性。
1、LED電學(xué)特性
1.1I-V特性表征LED芯片pn結(jié)制備性能主要參數(shù)。LED的I-V特性具有非線性、整流性質(zhì):?jiǎn)蜗驅(qū)щ娦?,即外加正偏壓表現(xiàn)低接觸電阻,反之為高接觸電阻。
(1)正向死區(qū):(圖oa或oa′段)a點(diǎn)對(duì)于V0為開(kāi)啟電壓,當(dāng)V<Va,外加電場(chǎng)尚克服不少因載流子擴(kuò)散而形成勢(shì)壘電場(chǎng),此時(shí)R很大;開(kāi)啟電壓對(duì)于不同LED其值不同,GaAs為1V,紅色GaAsP為1.2V,GaP為1.8V,GaN為2.5V。
(2)正向工作區(qū):電流IF與外加電壓呈指數(shù)關(guān)系
IF=IS(eqVF/KT-1)-------------------------IS為反向飽和電流。
V>0時(shí),V>VF的正向工作區(qū)IF隨VF指數(shù)上升IF=ISeqVF/KT
?。?)反向死區(qū):V<0時(shí)pn結(jié)加反偏壓
V=-VR時(shí),反向漏電流IR(V=-5V)時(shí),GaP為0V,GaN為10uA。
?。?)反向擊穿區(qū)V<-VR,VR稱(chēng)為反向擊穿電壓;VR電壓對(duì)應(yīng)IR為反向漏電流。當(dāng)反向偏壓一直增加使V<-VR時(shí),則出現(xiàn)IR突然增加而出現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。由于所用化合物材料種類(lèi)不同,各種LED的反向擊穿電壓VR也不同。
1.2 C-V特性
鑒于LED的芯片有9×9mil(250×250um),10×10mil,11×11mil(280×280um),12×12mil(300×300um),故pn結(jié)面積大小不一,使其結(jié)電容(零偏壓)C≈n+pf左右。
C-V特性呈二次函數(shù)關(guān)系。
1.3 最大允許功耗PFm
當(dāng)流過(guò)LED的電流為IF、管壓降為UF則功率消耗為P=UF×IF#p#分頁(yè)標(biāo)題#e#
LED工作時(shí),外加偏壓、偏流一定促使載流子復(fù)合發(fā)出光,還有一部分變?yōu)闊幔菇Y(jié)溫升高。若結(jié)溫為T(mén)j、外部環(huán)境溫度為T(mén)a,則當(dāng)Tj>Ta時(shí),內(nèi)部熱量借助管座向外傳熱,散逸熱量(功率),可表示為P=KT(Tj-Ta)。
1.4 響應(yīng)時(shí)間
響應(yīng)時(shí)間表征某一顯示器跟蹤外部信息變化的快慢。現(xiàn)有幾種顯示LCD(液晶顯示)約10-3~10-5S,CRT、PDP、LED都達(dá)到10-6~10-7S(us級(jí))。
?、夙憫?yīng)時(shí)間從使用角度來(lái)看,就是LED點(diǎn)亮與熄滅所延遲的時(shí)間,即圖中tr、tf。圖中t0值很小,可忽略。
?、陧憫?yīng)時(shí)間主要取決于載流子壽命、器件的結(jié)電容及電路阻抗。
LED的點(diǎn)亮?xí)r間--上升時(shí)間tr是指接通電源使發(fā)光亮度達(dá)到正常的10%開(kāi)始,一直到發(fā)光亮度達(dá)到正常值的90%所經(jīng)歷的時(shí)間。
LED熄滅時(shí)間--下降時(shí)間tf是指正常發(fā)光減弱至原來(lái)的10%所經(jīng)歷的時(shí)間。
不同材料制得的LED響應(yīng)時(shí)間各不相同;如GaAs、GaAsP、GaAlAs其響應(yīng)時(shí)間<10-9S,GaP為10-7S。因此它們可用在10~100MHZ高頻系統(tǒng)。
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