при помощи которого полный световой поток вычисляется по формуле
F = k Iv, |
(2.3) |
|
Таблица 2.2 |
|
|
Двойной угол излучения |
Коэффициент k, лм/кд |
светодиода, 2θ1/2, град |
|
30 |
0,22 |
60 |
1,45 |
100 |
2,69 |
180 (ламбертовское излучение) |
3,14 |
2.2.3. Изготовление светоизлучающих структур
До недавнего времени структуры со свечением красного цвета – на основе GaAlAs и зеленого цвета – на основе GaP изготавливались методом жидкофазной эпитаксии. В настоящее время структуры, излучающие в зеленой и синей области спектра на основе InGaN(AlGaN,GaN) [2, 3], получают методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (metal-organic chemical vapor deposition, MOCVD) [2, 4, 5, 6].
Контакты к структурам наносят методом вакуумного напыления с испарением электронным пучком [4]. Структуры наклеивают на металлическое основание с использованием термокомпрессионной сварки, производят их присоединение золотой проволокой к кристаллодержателю, после чего прибор помещают в полимерный корпус и герметизируют.
2.3. Описание установки
Измерения проводят на специально созданной установке, блок-схема которой приведена на рис. 2.3. Установка функционально состоит из двух частей – питающей и измерительной.
15
9
1 |
|
|
|
4 |
5 |
|
|
|
2 |
|
|
|
свет |
6 |
|
|
|
8 |
3 |
7 |
|
||
|
|
Рис. 2.3. Блок-схема установки 1 – фотометр, 2 – цифровой микровольтамперметр Ф30,
3 – коммутирующий блок, 4 – вольтметр В7-40, 5, 6 – источники напряжения Б5-8, 7 – источник напряжения Б5-13,
8 – колодка для установки светодиода, 9 – затемняющий кожух
Измерительная часть установки служит непосредственно для измерения силы света Iv и включает в себя фотометр и микровольтамперметр типа Ф30. Фотометр состоит из оптической системы и полупроводникового фотодиода на кремнии, работающего в режиме тока короткого замыкания. Микровольтамперметр измеряет прямой ток, возбуждаемый в фотодиоде падающим световым пучком. Оптическая система фотометрической головки, входящей в состав фотометра, содержит фильтр, корректирующий спектр падающего света в соответствии с кривой чувствительности человеческого глаза. Оптическая система выделяет световой поток в пределах телесного угла 1 стерадиан. Вследствие этого ток через микровольтамперметр прямо пропорционален силе света. Предел измерения микровольтамперметра 10 мкА. Точность измерения фототока Iф 0,01 мкА.
Питающая часть установки включает в себя два источника напряжения типа Б5-8, один источник напряжения типа Б5-13, коммутирующий блок и цифровой вольтметр типа В7-40. Источники напряжения используются для питания светоизлучающих структур и обеспечивают возможность регулирования напряжения для каждой структуры в отдельности.
Коммутирующий блок изображен на рис. 2.4. Кнопки 1, 2 и 3 служат для подключения структур, излучающих в красной, зеленой и синей области спектра, соответственно. Цифровой вольтметр 4, встроенный в коммутирующий блок, обеспечивает измерение прямо-
16
го напряжения на структуре с точностью до 0,01 В. В зависимости от положения переключателя 5, измерение производится на структуре красного, зеленого или синего цвета.
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
К З С
5
Рис. 2.4. Коммутирующий блок
К измерительному блоку подключается вольтметр типа В740, который может работать как в режиме измерения напряжения, так и в режиме измерения тока через прибор в целом. Поэтому для измерения тока через отдельную структуру следует отключить остальные две структуры. Предел измерения вольтметра составляет 100 мВ, что соответствует измеряемому току 100 мА. Точность измерения тока 0,01 мА.
Измеряемый трехцветный светодиод устанавливается в центральные контакты колодки, расположенной на основании фотометрической головки. Схема расположения контактов приведена на рис. 2.5. Следует обратить внимание, что общий вывод у трехцветного светодиода обычно соединен с его корпусом и отличается от остальных по внешнему виду.
синий зеленый
общий красный
Рис. 2.5. Схема расположения контактов колодки
17