3、非接触检测的基本原理
3.1LED芯片的光伏特性
发光二极管LED芯片的核心是掺杂的PN结,当给它施加正向工作电压VD时,驱使价带中的空穴穿过PN结进入N型区、同时驱动导带中的电子越过PN结进入P型区,在结的附近多余的载流子会发生复合,在复合过程中发光、从而把电能转换为光能。其在电流驱动条件下电感器有什么用发光的性质是由PN的掺杂特性决定,而光电二极管PD的光电特性的也是由PN的掺杂特性决定的,因此LED与PD在本质上有相近之处,这样当光束照射到开路的LED芯片上时,会在LED芯片的PN结两端分别产生光生载流子电子、空穴的堆积,形成光生电压VL。若将此LED芯片的外电路短路,则其PN结两端的光生载流子会定向流动形成光生电流IL:
式中:A为芯片的PN结面积,q是电子电量,w是PN结的势垒区宽度,Ln、Lp分别为电子、空穴的扩散长度,β是量子产额(即每吸收一个光子产生的电子-空穴对数),P是照射到PN结上的平均光强度(即单位时间内单位面积被半导体材料吸收的光子数)。它们分别为:
其中,μn、μp分别为电子、空穴迁移率(与材料本身、掺杂浓度以及温度有关),KB为玻尔兹曼常数,T为开氏温度,τn、τp分别为电子、空穴载流子寿命(与材料本身及温度有关),α为半导体PN结材料本身、掺杂浓度以及激励光的波长有关的材料吸收系数,d是PN结的厚度,P(x)是在PN结内位置x处的激励光强度。
大功率电感贴片电感器考察式(1)~(3)可知,LED芯片的光伏特性与其PN结的结构参数、材料参数相关,而这些参数正好是决定LED发光特性的关键参数,因此如果一只LED芯片的发光特性功率电感好、则其光伏特性也好,反之亦然。因此可以利用LED芯片发光特性与光伏特性之间的这种内在联系,通过测试其光伏特性来间接检验其发光特性,判断LED芯片质量的优劣,实现其封装质量的非接触检测。
3.2LED光伏特性的等效电路
对于支架式封装的LED而言,在封装过程中是将一组连筋的支架装夹在封装机上,然后将芯片与支架封装在一起,构成图1所示的支架封装结构。由图1(b)、(c)可以看出,LED的支架、支架连筋、引线、银胶与LED芯片一起,构成了一个完整的外电路短接通道,正符合光伏效应的工作要求。而对于LED封装质量的常规检测方法而言,这种工作条件是完全无法开展检测的。
由于实际的LED并不是一个单纯的理想PN结,它不仅包含PN结的内阻、并联电阻及共模电感器串联电阻,还包含支架、支架连筋、引线、银胶,因此PN结在外界光照下产生的光生伏特效应形成的光生电流IL并不完全等于流过支架的光生电流IL1。因此支架上流过的电流是LED光电参数的综合反映。
若将引线支架的内阻RL看作是光照时LED的负载、PN结光生伏特效应产生的光生电流IL看作为一个恒流源,则光照时LED的等效电路如图2所示。即工作于光生伏特效应下的LED由可等效为一个理想电流源IL、一个理想二极管D、以及相应的等效串、并联电阻Rsh、Rs。其中等效并联电阻Rsh包括PN结内的漏电阻以及结边缘的漏电阻,而等效串联电阻Rs包括P区和N区的体电阻Rs1、电极的电阻以及电极和结之间的接触电阻Rs2,且
而IL1是引线支架上流过的负载电流,IF是流过理想二极管D的正向电流,它与二极管两端的电压VD满足关系式:
式中Is是二极管的反向饱和电流,η是与PN结电流复合机制有关的一个参数,它们都是由LED芯片的特性决定。因此IF反映了LED的芯片特性。
根据图2所示的等效电路,可以得到光生电流IL与支架上流过的电流IL1的关系为:
由式(7)可以看出,对于LED封装产品而言,模压电感器
CCD物体重量实时动态监测的研究一、引言由于CCD具有尺寸小,重量轻、功耗低、超低噪声,动态范围较大,线性好,光计量准确、光谱响应范围宽,几何结构稳定,工作可靠和耐用等优点。因而,在工件尺寸测量,工件表面质量检测,物体膨胀系数检测以 360度全景系统摄像头提供倒车辅助 到目前为止,业内一直使用鱼眼摄像机技术来为驾驶员提供倒车辅助,其可从鸟瞰角度显示汽车图像及倒车路径。这使得驾驶员更好地预估他们周围物体的距离。但我们发现360度全 电力用直流电源自动调压装置的研制1 引言电力系统所需的直流电源,都是由直流电源系统提供的,而直流电源系统的输出为合闸母线和控制母线两部分。合闸母线的电压即为充电机输出电压值,合闸母线的电压高,其作用是为合闸机构提供操作电源。控制母线
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