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半導體分立器件測試解決方案

LED電性能測試方案

一、概述

LED(全稱為Light-emitting diode)是一種能發光的半導體電子元件。和普通的二極管一樣,這些半導體材料會預先透過注入或攙雜等工藝以産生p、n架構。LED隻能夠往一個方向導通(通電),當在兩端加載合适的電壓後,電流可以從p極(陽極)流向n極(陰極),而相反方向則不能。兩種不同的載流子:空穴和電子在不同的電極電壓作用下從電極流向p、n架構。當空穴和電子相遇而産生複合,電子會跌落到較低的能階,同時以光子的模式釋放出能量,即發光。經過多年的發展,目前LED能夠發出的光已經遍及可見光、紅外線及紫外線,光度亦提高到相當高的程度,用途覆蓋指示燈,顯示闆,照明等。

源表,SMU(Source Measure Unit)電源/測量單元,“源”為電壓源和電流源,“表”為測量表,“源表”即指一種可作為四象限的電壓源或電流源提供精确的電壓或電流,同時可同步測量電流值或電壓值的測量儀表。源表集合電壓源、電流源、電壓表、電流表的功能于一身,廣泛用于各類精密器件的測量。


二、常用測試參數

LED必須在合适的電流電壓驅動下才能正常工作。其電壓-電流之間的關系稱為I-V特性。通過對LED電特性的測試,可以獲得對應正向電壓(Vf)、反向電壓(Vr)及漏電流(Ir)等參數,以及相應的I-V曲線。常用的測試方法一般為在LED器件的兩端,加電壓測試電流,或者加電流測試電壓。此外,還可以根據客戶要求,搭配相應的光學測試系統,測試相應的光學性能。

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Vf正向導通電壓測試

正向導通電壓,是LED在正常工作電流下測量的電壓值。當加載在LED兩端的工作電壓,低于導通電壓時,通過LED的電流極小,不發光。當電壓超過該值後,通過LED的電流随電壓迅速增加,而後LED發光。常用測試方法為,将LED的正極接在高電位端,負極接在低電位端,逐漸增加LED的電流(電流值一般為幾mA),并同時測量LED兩端的電壓(電壓值範圍在幾V以内)。而後根據實際測試需要,對數據進行分析,得到相應的Vf值。

 

Vr 反向擊穿電壓測試

反向擊穿電壓,是所允許加載在LED兩端的大反向電壓。當二極管兩端的反向電壓超過Vr後,反向電流會急劇增大,二極管将失去單方向導電特性,這種狀态稱為二極管的擊穿。若長時間工作電壓超過Vr,發光二極管可能被擊穿損壞。常用測試方法為,将LED的正極接在低電位端,負極接在高電位端,逐漸增加LED的電流(電流值一般為幾mA),并同時測量LED兩端的電壓(電壓值範圍在幾V以内)。而後根據實際測試需要,對數據進行分析,得到相應的Vr值。由于源表可作為四象限工作的電壓源,因此,在測試時,無需将接線端反接。源表内部會自動根據設定值,切換輸出端的極性。


Ir漏電流測試

漏電流,指LED處于反向偏置狀态時,流過二極管的微弱反向電流。此時,LED兩端的電壓低于Vr。常用的測試方法為,将LED的正極接在低電位端,負極接在高電位端,而後根據實際測試需要,設定加載在LED兩端的電壓,測量電流Ir。

 

一、繪制LED I-V特性曲線測試

1. 連接

如下圖所示,選擇合适的夾具,将LED與源表進行連接

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               (源表測試連接示意圖)


2. 測試步驟

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S型源表簡介

普賽斯S系列高精度源表,集電壓、電流輸入輸出及測量等多種功能于一體。産品大輸出電壓達300V,小測試電流達100pA,支持四象限工作,因此,可廣泛應用于各種半導體器件I-V電特性測試,如半導體IC,功率半導體器件,傳感器,LED等。産品具有如下特點:

Ø 采用5寸800*480觸摸顯示屏,全圖形化操作,操作簡單方便

Ø 内置豐富的掃描模式,支持線性掃描、指數掃描及用戶自定義掃描

Ø 四象限工作模式,可在源模式或肼模式下工作

Ø 支持USB存儲,一鍵導出測試報告

Ø 兼容多種上位機通訊方式,RS-232、GPIB及以太網

Ø 可搭配普賽斯自主開發的上位機軟件使用,快速實現不同器件的測試


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