LED 參數(shù)測量標(biāo)準(zhǔn)———CIE 和IEC 的比較及其它  呂正 (中國計量科學(xué)研究院　北京　100013) y$bY 8L  
摘　要 wsQ],ZE  
比較了CIE(國際照明委員會) 和IEC(國際電工委員會) 兩個國際組織對LED(發(fā)光二極管) 參數(shù)測量標(biāo)準(zhǔn)某些方面的不同表述,指出各自特點,提出一些建議。 fzw:[z:%  
關(guān)鍵詞　CIE 　IEC 　LED !q,7@W3i  
引言 &o7PB`(l  
LED 技術(shù)雖然已經(jīng)有40 多年的發(fā)展歷史,在產(chǎn)業(yè)界依然存在LED 光學(xué)參數(shù)測試再現(xiàn)性差,測量不確定度大,不同測試裝置之間的測試結(jié)果一致性差等現(xiàn)象[1～3 ] 。究其原因,如同國內(nèi)對LED 產(chǎn)業(yè)存在多頭管理,國際上也一樣: 國際半導(dǎo)體設(shè)備與材料組織(SEMI) ,國際電工委員會( IEC) 和國際照明委員會(CIE) 都程度不同地涉及到LED ,尤其是后兩個委員會。正是由于LED 的相關(guān)測量標(biāo)準(zhǔn)是由國際上不同的標(biāo)準(zhǔn)化組織制定的,而且各個國際組織總體上沒有系統(tǒng)的規(guī)劃,相關(guān)組織間也沒有充分協(xié)商,因而存在不同的質(zhì)量評價體系,所頒文件的技術(shù)內(nèi)容也不盡相同。IEC 成立于1906 年,它把LED 作為一個顯示用半導(dǎo)體器件處理,側(cè)重于它的物理特性。CIE 成立于1913 年,它更多地把LED 作為一個光源器件處理,所以導(dǎo)致各自的LED 測量標(biāo)準(zhǔn)之間存在微小的差異。 po'b((q  
本文試圖通過比較各自的標(biāo)準(zhǔn),找出兩者的不同之處,以便為LED 測試方法標(biāo)準(zhǔn)的最終定稿提供一些參考。 ,Y6]x^
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1 　CIE 和ICE 對同一事件的不同表述 XkkzY5rxOc  
111 　發(fā)光(輻射) 效能的定義 ~OsLbz:  
首先,必須修正對這個術(shù)語的誤解,發(fā)光(輻射)效率(efficiency) 用在此文中是不妥的,因為效率是指無量綱的物理量,而此處是有量綱的。所以,正確的叫法是“發(fā)光(輻射) 效能(efficacy) ”。 uYWgNNxdmo  
發(fā)光(輻射) 效能的定義: ,52Lm=n  
CIE 定義:LED 發(fā)出的光通量(輻射通量) 與耗費電功率之比。 o~e_M-
 
IEC 定義:LED 發(fā)出的光通量(輻射通量) 與耗費正向電流之比[4 ] 。 k
!z<=WA  
評論:CIE 的發(fā)光效能要測3 個物理量:總光通量,正向電流,正向電壓(或內(nèi)阻) 。而IEC 只需測量兩個物理量:總光通量、正向電流。它沒有選擇正向電壓是很明智的,因正向電壓會隨管芯溫度的升高而下降。作者認(rèn)為,IEC 的定義是不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)摹Ｒ驗榧词箤τ谕�一批次的管芯和封裝,管芯的內(nèi)阻及端電壓存在微小差異,所以僅適用于對發(fā)光(輻射) 效能允許有一定變動范圍的情況。這樣測試時間將縮短,因只需測量兩個物理量。 ]LZ#[xnM7  
112 　發(fā)光強度的測量距離 Wu<;QY($5  
CIE[5 ] 規(guī)定了發(fā)光強度的測量距離有兩種:遠(yuǎn)場(條件A) 為316mm ,對應(yīng)的立體角為01001Sr ; 近場(條件B) 為100mm ,對應(yīng)的立體角為0101Sr :兩者之間可以相互轉(zhuǎn)換,遠(yuǎn)場測量結(jié)果乘以10 就得到近場測量結(jié)果。 J=78p#XUg  
IEC[6 ]規(guī)定的測量距離僅為近場(條件B) ,立體角< 0101Sr ; (為什么不寫等于0101Sr ?) 。 z/h]Jos  
對測量距離,CIE 明確規(guī)定從LED 的外殼頂端到光探測器的靈敏面。而IEC 規(guī)定得比較模糊。 Dq<DW2It>  
評論:表面看起來,遠(yuǎn)場測量比近場測量有時候不確定度要小,因為在此條件下對測量距離、電流和雜散光的要求可相對低一些。但同時,LED 安裝傾角的影響卻相對增大,這可是一個大誤差源。一般而論,遠(yuǎn)場條件可適用強照明及封裝產(chǎn)品,而近場條件 1fsNQ!vQP  
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中國照明電器 P qC#[0Qy  
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適用于弱照明和芯片、指示燈和背光源等。故均有存在的必要性。其次,CIE 在邏輯上不夠嚴(yán)謹(jǐn)。首先,它用很大篇幅說明了LED 不是點光源,故距離平方反比定律不成立,發(fā)光強度這個概念也不適用。另外在實踐上,它實際上是測量LED 在光電探測器靈敏面上的照度,然后乘以距離的平方而得到發(fā)光強度。 N?-ZvE\C  
這樣,曾經(jīng)被否定的距離平方反比定律實際上仍用到了。 *k_<|{>j(  
113 　測量的外部條件 4i{Xs5zk  
CIE 明確規(guī)定測量的環(huán)境溫度為25 ℃,但沒提及大氣條件。 ^X+qut+~  
IEC 則在籠統(tǒng)地提到環(huán)境溫度的同時,也強調(diào)了適宜的大氣條件。
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評論:根據(jù)作者長期對硅光電二極管深入研究的經(jīng)驗,LED 參數(shù)與大氣條件諸如大氣壓、濕度、潔凈度等有關(guān)是肯定的,只是尚未做這方面的實驗來予以證實。 LxGD=b  
2 　IEC 提及卻被CIE 遺漏的內(nèi)容 ^^7@khmNl  
211 　CIE 沒有提到LED 輻射強度的測量,這實際上是一個非常重要的物理量IEC 則用較大篇幅提到這一點。其一,指出輻射強度的測量定位應(yīng)是機械軸方向(法向輻射強度) ;其 <uS/8MP{  
二,提到要用無光譜選擇性的探測器如熱電偶堆等熱電探測器作為標(biāo)準(zhǔn)探測器:其三,提到要用近場測量。輻射強度對紅外發(fā)光二極管( IRED) 尤其重要。 52j3[in  
212 　CIE 沒有提到脈沖測量 7g]mrI@  
既然市場上有“閃光LED”,閃光頻率約為113～512Hz ,所以必須有相應(yīng)的測量方法。IEC 規(guī)定,對閃光LED 的測量,光探測器的上升時間應(yīng)該足夠小,而且應(yīng)該能讀取脈沖的峰值。 eR>
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IEC 規(guī)定,為了測量峰值波長的帶寬,單色LED的波長分辨率和帶寬應(yīng)能夠調(diào)節(jié),以便測量有足夠的精度。輻射計的光譜響應(yīng)進行校正,不妨假定峰值波長為100 % ,以便作歸一化處理。IEC 指出,若單色儀的透射因子和輻射計的靈敏度在所測量的波長范圍內(nèi)不是常數(shù),則要對測量值做相應(yīng)的修正。 6nE/8m  
213 　CIE 沒有提到LED 暗電流的測量IEC 強調(diào)指出,LED 暗電流的測量對溫度非常敏感,所以測量精度極大地依賴于環(huán)境溫度。另外,雜散光也是一個因素,測量最好在全黑環(huán)境下進行。工作電流也必須從零開始慢慢往上調(diào)節(jié)。 =No#/_  
214 　CIE 沒有提到總電容測量時的頻率由LED 和光晶體管組成的光耦合器,LED 在其中起著開關(guān)作用。其抗干擾能力比一般方法強。電容測量儀的最小分辨率≮1PC ,而電容的測試頻率規(guī)定為1MHz ,這對LED 總電容的測量可能有借鑒作用。 l1lYb;C  
現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)只籠統(tǒng)地提到“規(guī)定頻率”一詞,到底用多大頻率測量總電容尚無規(guī)定。 {DKZ~  
215 　CIE 沒有提到LED 的開關(guān)時間IEC明確提到了光耦合器的開關(guān)時間。如上升時間tr ,開啟時間ton ,關(guān)閉延遲時間td ,下降時間tf ,關(guān)閉時間toff 等。 fNu/> 兴仁县| 东方市| 临夏县| 阿拉善右旗| 白玉县| 左贡县| 永清县| 晋州市| 肇庆市| 洛南县| 阿克陶县| 韶山市| 武穴市| 宁都县| 武汉市| 南和县| 塔城市| 安丘市| 黄陵县| 英吉沙县| 湖口县| 东兰县| 绍兴县| 平原县| 江都市| 上林县| 定南县| 唐山市| 汝州市| 灵武市| 江孜县| 堆龙德庆县| 建阳市| 泉州市| 青龙| 石台县| 洪雅县| 榕江县| 林芝县| 镇巴县| 汉中市|