结合国内外led灯珠测试方法的最新标准，基于led灯珠应用的实际要求，介绍了led灯珠的电学特性、光学特性、开关特性、颜色特性、热学特性和可靠性。
对于电气特性的测试，标准分别规定了led灯珠直流电压、反向电压、反向电流的测试框图；光通量测试，标准规定采用2π立体角测试结构；对于光强测试，标准引用了CIE-127的推荐条件；此外，还有光谱测试、热特性测试、静电放电敏感度测试、寿命测试等。都有明确的定义。

国标的制定总结了现有的led灯珠测试方法，将科学适用的方法升级为标准测试方法，消除了led灯珠测试领域的差异，使测试结果更加真实地反映了我国led灯珠行业的整体水平。但鉴于led灯珠技术的不断发展，国家标准的制定并不是一劳永逸的，标准中总要引入最新最合适的检测技术。

电气特性测试方法

led灯珠是由半导体无机材料构成的单极PN结二极管，其电压与电流的关系称为伏安特性。led灯珠的电特性参数包括正向电流、直流电压、反向电流和反向电压。led灯珠必须由适当的电流和电压驱动才能正常工作(如图1所示)。通过测试led灯珠的电气特性，可以得到led灯珠的最大允许直流电压、正向电流、反向电压和电流。此外，还可以测量led灯珠的最佳工作电功率。

发光二极管伏安特性曲线

图1发光二极管的伏安特性曲线

led灯珠的电特性一般是在相应的恒流恒压源供电下，用电压电流表进行测试。

光学特性测试

与其他光源类似，led灯珠光特性的测量主要包括光通量、发光效率、辐射通量、辐射效率、光强、光强分布特性和光谱参数。

以及光通量和发光效率。

测量光通量的方法有两种，即积分球法和变角光度计法。角度光度计是测试光通量最精确的方法，但由于耗时较长，一般采用积分球法测试光通量。现有的积分球法测量led灯珠光通量有两种测试结构，一种是将被测led灯珠放置在球体中心，另一种是放置在球体壁上。

积分球法测量led灯珠光通量

图2积分球法测量led灯珠光通量

积分球法测量光通量时，光源对光的自吸收会影响测试结果。因此，经常需要引入辅助灯(见图3)。

辅助灯法消除自吸收效应

图3辅助灯法消除自吸收效应

测量光通量后，可以用电参数测试仪测量led灯珠的发光效率。辐射通量和辐射效率的测试方法与光通量和发光效率的测试方法类似。

和光强分布特性。

led灯珠光强测试中存在的问题
在图4中，点光源的光强均匀分布在空间的各个方向，不同距离不同接收孔径的探测器接收到的检测结果不会发生变化。但是，由于led灯珠的光强分布不一致，测试结果会随着测试距离和探测器孔径的不同而不同。因此，CIE-127提出了两个推荐的测试条件，以便在相同的条件下测试和评估每个led灯珠的光强，如图5所示。目前，CIE-127推荐测试条件已被各led灯珠厂商和测试机构引用。

CIE-127推荐的led灯珠光强测试条件

图5CIE-127推荐的led灯珠光强度测试条件

3个光谱参数

led灯珠的光谱特性参数主要包括峰值发射波长、光谱辐射带宽和光谱功率分布。单色led灯珠的光谱是单峰，其特征用峰值波长和带宽来表示，而白光led灯珠的光谱是由多个单色光谱组成的。所有发光二极管的光谱特性可以由光谱功率分布来表示。白光led灯珠的光谱功率分布如图6所示。还可以从led灯珠的光谱功率分布计算色度参数。

光谱功率分布的测试需要通过分光来进行，可以将每种颜色的光从混合光中分离出来进行测量。一般可以用棱镜和光栅来实现分光。

白光led灯珠光谱功率分布

图6白光led灯珠的光谱功率分布

led灯珠开关特性测试

led灯珠的开关特性是指led灯珠在通电和断电瞬间的光、电、色变化特性。通过对led灯珠开关特性的测试，可以得到通电和断电瞬间led灯珠工作状态和材料性能的变化规律，不仅可以了解断电对led灯珠造成的损耗，还可以指导led灯珠驱动模块的设计。


颜色特征

led灯珠的颜色特性主要包括色度坐标、主波长、色纯度、色温和显色性等。led灯珠的颜色特性对于白光led灯珠尤为重要。

现有的颜色特性测试方法包括分光光度法和积分法。分光光度法是通过单色仪测量led灯珠的光谱功率分布，然后通过对色度加权函数进行积分得到相应的色度参数。集成方法是通过使用特定的彩色滤光片和光电探测器直接测量色度参数(见图7)。分光光度法的准确度远高于积分法。

发光二极管颜色特性的测试方法

图7 7 led灯珠颜色特性的测试方法

热工特性

led灯珠的热特性主要指热阻和结温。热阻是指沿热流通道的温差与通道中耗散的功率之比；结温是指led灯珠的PN结温度。led灯珠的热阻和结温是影响led灯珠光电性能的重要因素。

目前测试led灯珠结温一般有两种方法:一种是用红外测温显微镜或微型热电偶测量led灯珠芯片表面温度并将其作为led灯珠结温，但精度不够；另一种方法是在确定的电流下，利用正向偏置电压与结温的反比关系来确定led灯珠的结温。

可靠性

led灯珠的可靠性包括静电敏感度、寿命、环境特性等。静电敏感特性是指led灯珠能够承受的静电放电电压。由于一些led灯珠的电阻率高，正负电极之间的距离短，当两端的静电电荷积累到一定值时，这个静电电压就会击穿PN结，严重时可能导致led灯珠失效。因此，必须对led灯珠的静电敏感特性进行测试，以获得led灯珠的ESD故障临界电压。目前一般采用人体模式、机器模式、设备充电模式来模拟现实生活中的静电放电现象。

为了观察led灯珠在长期连续使用中光性能的变化规律，需要对led灯珠进行抽样测试，通过长期观察和统计得出led灯珠的寿命参数。

对于led灯珠环境特性的测试，往往采用模拟led灯珠应用中遇到的各种自然攻击的方法，如高低温冲击试验、湿度循环试验、湿度试验、盐雾试验、粉尘试验、辐照试验、振动冲击试验、跌落试验、离心加速试验等。