容测量源表，发光二极管N型电极和P型电极两端设置于特定的正向电压下；
1.3设定温度可控的鼓风干燥箱的温度，待鼓风干燥箱的温度稳定后，作为所述点温度可控制点干燥环境，在温度可控制的干燥环境下，记录在特定的正向电压下不同温度对应的发光二极管的电容值，获得发光二极管芯片在该特定电压下的电容随温度的变化关系，该变化关系作为定标关系，完成在该特定的正向电压下的电容与温度的定标测量。
[0023]如果上述定标测量获得的电容与温度曲线线性关系较差或线性关系的斜率(Δ C/ Δ T)太小，可采用另一特定正向电压重复上述实验，直到获得较好的电容与温度线性关系及较高的温变电容灵敏度。本实施例在正向电压为0 V时获得了较为理想的正向电容与温度的定标曲线，如图1所示。该定标曲线呈现良好的线性关系，其斜率ΔΟ/Δ T=0.197pF/°C，具有较高的温变电容灵敏度。
[0024](2)测量电容确定结温:如图2所示，
2.1将发光二极管的P型电极和N型电极分别接到电容测量源表的正极和负极，所述电容测量源表提供与步骤(1) 一致的特定的正向电压0V，作为电容测量时的条件；
2.2将发光二极管与直流电源通过手动的或者数控的具有双刀单掷功能的开关连接；直流电源提供发光二极管正常工作时所须要的电压电流值，开关实现发光二极管与直流电源间的物理连接和关断，在此实施例中，直流电源分别提供恒流50mA，100mA, 150 mA，200mA, 250mA, 300 mA 驱动 LED ；
2.3保持开关连通以保证发光二极管与直流电源间的物理连接，当发光二极管稳定工作后，在某一时间须要测量发光二极管结温时，手动控制双刀单掷开关实现发光二极管与直流电源间的物理关断，在关断的数秒内，记录电容测量源表的电容测量值，记录完毕后，恢复发光二极管与直流电源间的物理连接，LED继续稳定工作。将电容测量值与发光二极管在0V电压下的电容随温度变化的定标关系进行比较，可得到对应的发光二极管的温度，即发光二极管的结温。根据上述步骤，分别测量恒流50mA，100mA，150 mA, 200mA，250mA，300mA驱动的LED的结温，可得到不同恒流驱动下的LED的结温与电流之间的关系曲线，如图3所示。
[0025]实施例2
本实施例使用的是AlGalnP为发光层材料的红光LED，该LED采用的是正装的芯片结构。该实施例中的LED的正向电容与温度关系的标定部分与实施例一相同，所获得的正向电容与温度的定标曲线如图4所示。该定标曲线同样呈现良好的线性关系，其斜率ΔΟ/Δ T=0.185pF/°C，同样具有较高的温变电容灵敏度。
测量电容确定结温包括以下步骤:
2.1如图5所示，将发光二极管通过数控的双刀双掷开关分别连接电容测量源表或直流电源，实现发光二极管与电容测量源表的闭合回路、发光二极管与直流电源的闭合回路之间的单选物理切换。其中，P型电极和N型电极分别接到电容测量源表的正极和负极，电容测量源表提供与定标时一致的特定的正向电压(2V)，作为电容测量时的条件。直流电源提供发光二极管正常工作时所须要的电压电流值。
[0026]2.2通过可编程数控控制双刀双掷开关，使发光二极管与直流电源形成闭合回路，直流电源提供发光二极管正常工作时所须要的电压电流值。在此实施例中，直流电源分别提供恒流 50mA，100mA, 150 mA, 200mA, 250mA, 300 mA 驱动 LED。
[0027]2.3以恒流50mA驱动LED工作为例。保持开关连通以保证发光二极管与直流电源间的闭合回路连通，而发光二极管与电容测量源表的回路处于物理断开。当发光二极管稳定工作后，在某一时间须要测量发光二极管结温时，电脑或终端使用程序控制双刀双掷开关实现发光二极管与直流电源的回路的物理关断，并形成发光二极管与电容测量源表的闭合回路。在关断的数秒内，记录电容测量源表的电容测量值，记录完毕后，恢复发光二极管与直流电源间的闭合回路，LED继续稳定工作。将电容测量值与发光二极管在2V电压下的电容随温度变化的定标关系进行比较，可得到对应的发光二极管的温度，即发光二极管的结温。根据上述步骤，分别测量恒流100mA，150 mA, 200mA, 250mA，300 mA驱动的LED的结温，可得到不同恒流驱动下的LED的结温与电流之间的关系曲线，如图6所示。
[0028]本实施例的主要技术方案与实施例1基本相同，在本实施例中未作解释的特征，采用实施例1中的解释，在此不再进行赘述。
[0029]最后应当说明的是，以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神原则之内所作出的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。
【主权项】
1.一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于，包括有以下步骤: 确定定标关系: 测试不同温度下发光二极管器件在特定的正向电压下的电容的定标关系； 测量电容确定结温: 在发光二极管工作时，测量所述发光二极管的电容值并根据所述定标关系确定所述发光二极管点结温。2.根据权利要求1所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:(1)确定定标关系步骤包括有以下子步骤: 1.1将发光二极管进行封装，并且将所述发光二极管的N型电极和P型电极分别引出； 1.2将封装好的发光二极管的N型电极和P型电极连接到电容测量源表，发光二极管N型电极和P型电极两端设置于特定的正向电压下； 1.3在温度可控制的干燥环境下，记录在特定的正向电压下不同温度对应的发光二极管的电容值，获得发光二极管芯片在该特定电压下的电容随温度的变化关系，该变化关系作为定标关系。3.根据权利要求2所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:所述步骤1.3中，设定温度可控的鼓风干燥箱的温度，待鼓风干燥箱的温度稳定后，作为所述点温度可控制点干燥环境。4.根据权利要求2所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:(2)测量电容确定结温步骤包括有以下子步骤: 2.1将发光二极管的P型电极和N型电极分别接到电容测量源表的正极和负极，所述电容测量源表提供与步骤(1) 一致的特定的正向电压； 2.2将发光二极管与直流电源通过开关连接； 2.3当测量发光二极管的结温时，将所述发光二极管与所述直流电源关断，并记录所述电容测量源表的电容测量值，通过与步骤(1)的定标关系进行比较计算确定对应的发光二极管的结温。5.根据权利要求4所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:步骤2.2中发光二极管与直流电源之间的开关为手动的或者数控的具有双刀单掷功能的开关。6.根据权利要求2所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:(2)测量电容确定结温步骤还包括有以下步骤: 2.1将发光二极管通过手动的或者数控的具有双刀双掷功能的开关分别连接电容测量源表或直流电源，实现发光二极管与电容测量源表的闭合回路、发光二极管与直流电源的闭合回路之间的单选物理切换； 2.2在发光二极管正常工作时，发光二极管与直流电源处于闭合回路；在测量发光二极管结温时，发光二极管与电容测量源表处于闭合回路，记录电容测量源表的电容测量值，并通过与步骤(1)的定标关系进行比较计算确定对应的发光二极管的结温。7.根据权利要求1至6任意一项所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:所述特定的正向电压为0~50V电压。8.根据权利要求1至6任意一项所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于:电容测量源表测量发光二极管电容时的测量频率为1Ηζ~100ΜΗζ。9.根据权利要求1所述的一种发光二极管的结温测量方法，其特征在于: 所述发光二极管的发光材料是GaN基、GaAs基及GaP基的二元、三元和四元化合物中的一种或者一种以上； 所述发光二极管芯片的衬底是蓝宝石、SiC、S1、GaN或金属转移衬底中的任意一种。10.一种发光二极管的结温测量方法的应用，其特征在于:如权利要求1~9任意一项所述的发光二极管的结温测量方法应用于垂直结构或平面结构的发光二极管芯片结温测量；或者，应用于正装或倒装的发光二极管芯片结温测量。
【专利摘要】本发明的一种发光二极管的结温测量方法包括有以下步骤（1）确定定标关系及（2）测量电容确定结温两大步骤。该发光二极管的结温测量方法利用正向电容随温度明显变化的原理，通过监测LED工作时自身的结区电容的变化，并和事先测量的定标关系进行对比，获得LED结区的温度，从而获得了LED芯片工作状态的结温。与现有的大多数结温测量技术相比，本发明的优点主要在于：1）由于只需一次定标测量，测量误差小；2）定标曲线线性关系较好；3）操作简单易行；4）仅需常规的电学测试装置。
【IPC分类】G01K7/01
【公开号】CN105352620
【申请号】CN201510742614
【发明人】招瑜, 庞洲骏, 魏爱香, 刘俊, 肖志明
【申请人】广东工业大学
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年11月5日