高亮度 LED（HBLED）正以令人矚目的速度在我們的日常生活中迅速普及。相比于普通的LED, HBLED 的輸出已經(jīng)極大提高，使其可用于照明。越來越多的汽車使用它們作為尾燈和剎車燈。您經(jīng)常會看到，當(dāng)您前面的汽車剎車時(shí)剎車燈會瞬間亮起，其光色與以前的白熾燈相比具有更高的色純度。它們還可以用作頭燈、紅綠燈，甚至在街道、停車場、以及無數(shù)其他地方所使用的大功率照明燈。為了確保 HBLED 的性能水平能夠滿足這些應(yīng)用的要求，工程師們正在進(jìn)行大量測試、表征和開發(fā)工作，包括對對功率和相應(yīng)的輸出照明效率進(jìn)行細(xì)致的測量，以評測其性能水平。

 

在今天的文章中，我之所以在標(biāo)題中使用了“快速”一詞，原因有兩個(gè)：首先，當(dāng)嘗試捕獲 HBLED 的正向特性時(shí)，必須以最短的時(shí)間完成測試，以盡量減小自熱所導(dǎo)致的溫度變化。HBLED 的工作溫度對其性能有很大影響。測試過程中減少溫度變化量可提高精度，更好地確定 HBLED 在給定工作溫度下的性能。其次是為您介紹一種方法，使您可以事半功倍地進(jìn)行這些 HBLED 測量。

 

在這個(gè)應(yīng)用中，我們使用 N6705B 直流電源分析儀主機(jī)中的 N6784A 四象限 SMU 模塊，可以省時(shí)省力地完成這些測量。圖 1 顯示了這一測量裝置。

圖 1：HBLED 測試表征裝置

 

N6784A 不僅是速度極快的電壓源，還是更快的電流源。由于電流上升和下降時(shí)間只有短短幾微秒，所以非常容易產(chǎn)生脈寬不到 1 毫秒、 且具有快速上升和下降沿的高幅度電流脈沖，為執(zhí)行 HBLED 正向電表征提供必不可少的激勵，使測試能夠在最短的時(shí)間內(nèi)完成，避免 HBLED 晶圓的溫度大幅上升。

 

圖 2 中的圖形是利用N6705+N6784，再配上14585A 分析軟件得到的一個(gè)測試結(jié)果。其中使用傾斜上升的電流脈沖代替了平頂脈沖。當(dāng)電流傾斜上升時(shí)，N6784A同時(shí)對HBLED 的電壓和電流進(jìn)行數(shù)字化。 這使用戶可以表征電流從 0 到最大值所有驅(qū)動電流級別的 HBLED 正向壓降。

圖 2：HBLED 正向壓降表征結(jié)果

 

N6705B 直流電源分析儀主機(jī)配備14585A 功耗分析軟件能夠快速完成設(shè)置、測試并顯示結(jié)果。您可以從預(yù)定義的電流和電壓任意波形庫中選擇斜波，用它生成電流輸出斜波。在此例中，將它設(shè)置為在1毫秒內(nèi)，電流從0 傾斜上升到 1.2A。在N6705的示波器模式中設(shè)置同時(shí)捕獲電壓和電流，并與電流斜波激勵同步。當(dāng)捕獲電壓和電流后，還可以將電壓和電流的逐點(diǎn)乘積，很容易地顯示功率曲線。隨后，功率輸入可以與 HBLED 上的光輸出測量結(jié)果相關(guān)聯(lián)，確定 HBLED 的性能。

 

由于 N6784A 能夠供給負(fù)電壓并測量最低納安級的電流，所以這套系統(tǒng)不僅能夠測量 HBLED 的正向特性，還可以快速測試 HBLED 的反向泄漏特性。