高亮度LED正向电特性"快速"测量的好方法

随着高亮度LED的广泛应用，使得LED的性能需要再上一个阶梯，为此，工程师们正在进行大量测试、表征和开发工作，包括对对功率和相应的输出照明效率进行细致的测量，以评测其性能水平。本文今天就讲讲如何快速测量高亮度LED正向电特性，让大家看看眼界。

高亮度 LED（HBLED）正以令人瞩目的速度在我们的日常生活中迅速普及。相比于普通的LED, HBLED 的输出已经极大提高，使其可用于照明。越来越多的汽车使用它们作为尾灯和刹车灯。您经常会看到，当您前面的汽车刹车时刹车灯会瞬间亮起，其光色与以前的白炽灯相比具有更高的色纯度。它们还可以用作头灯、红绿灯，甚至在街道、停车场、以及无数其他地方所使用的大功率照明灯。为了确保 HBLED 的性能水平能够满足这些应用的要求，工程师们正在进行大量测试、表征和开发工作，包括对对功率和相应的输出照明效率进行细致的测量，以评测其性能水平。在今天的文章中，我之所以在标题中使用了“快速”一词，原因有两个：首先，当尝试捕获 HBLED 的正向特性时，必须以最短的时间完成测试，以尽量减小自热所导致的温度变化。HBLED 的工作温度对其性能有很大影响。测试过程中减少温度变化量可提高精度，更好地确定 HBLED 在给定工作温度下的性能。其次是为您介绍一种方法，使您可以事半功倍地进行这些 HBLED 测量。在这个应用中，我们使用 N6705B 直流电源分析仪主机中的 N6784A 四象限 SMU 模块，可以省时省力地完成这些测量。图 1 显示了这一测量装置。

图 1：HBLED 测试表征装置N6784A 不仅是速度极快的电压源，还是更快的电流源。由于电流上升和下降时间只有短短几微秒，所以非常容易产生脉宽不到 1 毫秒、 且具有快速上升和下降沿的高幅度电流脉冲，为执行 HBLED 正向电表征提供必不可少的激励，使测试能够在最短的时间内完成，避免 HBLED 晶圆的温度大幅上升。图 2 中的图形是利用N6705+N6784，再配上14585A 分析软件得到的一个测试结果。其中使用倾斜上升的电流脉冲代替了平顶脉冲。当电流倾斜上升时，N6784A同时对HBLED 的电压和电流进行数字化。 这使用户可以表征电流从 0 到最大值所有驱动电流级别的 HBLED 正向压降。

图 2：HBLED 正向压降表征结果N6705B 直流电源分析仪主机配备14585A 功耗分析软件能够快速完成设置、测试并显示结果。您可以从预定义的电流和电压任意波形库中选择斜波，用它生成电流输出斜波。在此例中，将它设置为在1毫秒内，电流从0 倾斜上升到 1.2A。在N6705的示波器模式中设置同时捕获电压和电流，并与电流斜波激励同步。当捕获电压和电流后，还可以将电压和电流的逐点乘积，很容易地显示功率曲线。随后，功率输入可以与 HBLED 上的光输出测量结果相关联，确定 HBLED 的性能。由于 N6784A 能够供给负电压并测量最低纳安级的电流，所以这套系统不仅能够测量 HBLED 的正向特性，还可以快速测试 HBLED 的反向泄漏特性。