待測器件

　　大功率發(fā)光二極管(LED)用于發(fā)光標志、警告燈、裝飾燈，以及手機和筆記本電腦的彩色背光。顏色包括紅、藍、黃、綠和白色。波長范圍從藍色的 470 nm 到紅色的 636 nm。

　　挑戰(zhàn)

　　作為工程評估的一部分，對數(shù)百批原型測量光線強度與色彩。尋找制造工藝在強度和色彩上的一致性。改變測量技術以適應大功率器件。完成對器件的統(tǒng)計分析，以確定器件輸出的差異。

　　工具

　　● Instek：電源。www.instek.com。

　　● Labsphere：LED 累計球。www.labsphere.com。

　　● Photo Research：分光輻射計。www.photoresearch.com。

　　● Wei Min Industrial：LED 測試儀。www.weimin.com.tw。

　　項目說明

　　LED 具備了用作指示燈的足夠亮度，現(xiàn)在 LED 用于手機和筆記本電腦屏幕的照明，而且還出現(xiàn)在各種標志應用中。Lumex(伊利諾州Palatine，www.lumex.com)創(chuàng)始人兼技術專家 Harold V. Anagnos 稱：“大功率 LED 推動 LED 制造商進入了光源領域。”Anagnos 預言，大功率 LED 將成為很多應用中的主流，如汽車前燈和室內照明。“20 年后，懸掛在天花板上的吊燈都將采用 LED。”

　　每個大功率 LED 設計都需要在實驗室測量很多參數(shù)，其中最重要的是主波長、峰值波長、光通量和色度(色彩品質)。由于有更高的功率，工程師們必須采用與普通指示燈 LED 不同的測量技術。大功率 LED 可以很容易使一臺分光輻射計過載，而測量用于指示燈的 LED 時不會出現(xiàn)這種問題。

　　為了解決這個問題，Lumex 工程師采用了一種 4 英寸直徑的金屬球，其內部可以反射光源的 98% 光線。該金屬球不僅能阻止外部光線干擾測量，而且還能通過其光孔，只允許少部分 LED 光線射出并到達分光輻射計。這樣就減少了到達儀器的光量，因此解決了過強光線使儀器溢出的問題。

　　待測 LED 位于球的幾何中心點(見圖)。一端裝有分光輻射計傳感器，它有一個與球內部反射率相等的檔板。在使用該球以前，工程師必須使大功率 LED 工作在低正向電流(IF)下，以避免使分光輻射計傳感器溢出。

　　利用分光輻射計提供的分析軟件，工程師們可以計算出一個固定輸入電流下光線色彩和強度參數(shù)的平均值和標準偏差，從而確定 LED 的特性。他們也可以用 LED 測試儀作一些電氣測量，如正向電壓(VF)、反向擊穿電壓(VZ)、泄漏電流(IR)、兩種IF等級之間 VF 值之差(VDF)，以及瞬態(tài) VF 誤差(VFD)。

　　獲得的經(jīng)驗

　　由于大功率 LED 通常用于照明，色彩與強度的一致性要比指示燈應用更加重要。Anagnos 說：“色彩測量對黃色和綠色尤其重要，因為我們的眼睛可以感覺到彩色波長中不到1nm 的差異。”他最后說：“客戶將用目視方式檢查一致性，而不是進行測量。”

　　更多信息

　　● Basics of Spectral Measurement, JETI Technische Instrumente, May 2005. www.jeti.com/down/basics/basics.pdf.

　　● “A Guide to Integrating Sphere Theory and Applications,” Labsphere. www.labsphere.com.