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海洋光學(xué)
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當(dāng)前位置: 海洋光學(xué) 應(yīng)用文獻(xiàn) 【微光譜應(yīng)用】探究不同測(cè)試方法在電致發(fā)光器件表征中的不同

【微光譜應(yīng)用】探究不同測(cè)試方法在電致發(fā)光器件表征中的不同

2021-06-06
  • 電子/電器/半導(dǎo)體
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摘要

電致發(fā)光材料(Electroluminescent Materials)被廣泛應(yīng)用于各種顯示、照明等領(lǐng)域。在電致發(fā)光材料性能表征的過(guò)程中,我們通常將待測(cè)樣品加上恒定的電壓,來(lái)測(cè)試器件的電流、亮度等參數(shù)。這些參數(shù)很多都受器件電阻的影響,因此準(zhǔn)確的獲得器件電阻就非常的重要。

    在器件發(fā)光器件的測(cè)試過(guò)程中,分別有兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法兩種測(cè)試方法,今天我們就這兩種方法進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)單的介紹并驗(yàn)證了兩者的區(qū)別。

兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法的區(qū)別

 

    兩點(diǎn)法是我們測(cè)量電阻時(shí)最常使用的一種方法,其測(cè)量原理如下圖所示。

將兩根測(cè)試導(dǎo)線分別連接于待測(cè)物R的兩端,通過(guò)測(cè)量?jī)x器上的電壓表和電流表讀取電流I和電壓U,從而得到待測(cè)物的電阻R=U/I。

這種方法有個(gè)潛在的缺點(diǎn),在實(shí)際測(cè)試時(shí),整個(gè)回路中不僅有待測(cè)物R,同時(shí)還有導(dǎo)線以及其與待測(cè)物的接觸電阻R1和R2。當(dāng)待測(cè)電阻R遠(yuǎn)大于R1和R2時(shí),測(cè)試導(dǎo)線和回路中的電阻可以忽略不計(jì),但是當(dāng)待測(cè)電阻R較小時(shí),導(dǎo)線和接觸電阻的分壓會(huì)對(duì)使得電壓表測(cè)試得到的電阻大于加在器件兩端的電阻,因而影響器件實(shí)際的測(cè)量結(jié)果,這種情況下獲得的測(cè)試的結(jié)果就變?yōu)? R=(U-UR1-UR2)/I。
 

    四點(diǎn)法全稱為開(kāi)爾文四線檢測(cè)(KelvinFour-terminal Sensing),其原理可以簡(jiǎn)化為下圖。

    在待測(cè)物兩端分別再引入一根測(cè)試導(dǎo)線,將電壓表與引入的導(dǎo)線連接。由于四根導(dǎo)線分別形成了電流回路和電壓回路,而電壓表的阻值很高,因此電壓回路中的導(dǎo)線電阻和接觸電阻以及流過(guò)的電流可以忽略不計(jì)。所以四點(diǎn)法測(cè)量的電壓可以認(rèn)為是待測(cè)物兩端電壓,電流表測(cè)量的電流可以認(rèn)為僅為流過(guò)待測(cè)物的回路,計(jì)算獲得待測(cè)電阻R=U/I。



測(cè)試結(jié)果

    為實(shí)際了解兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法的差別,我們將四根2m長(zhǎng)的導(dǎo)線分別以兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法,在恒壓模式通過(guò)電壓掃描的方式,實(shí)際測(cè)試了同一個(gè)發(fā)光LED的電流和亮度。

 

我們將掃描結(jié)果進(jìn)行繪圖得到了電壓-亮度曲線和伏安曲線

http://www.oceanoptics.cn/sites/default/files/64330.png

http://www.oceanoptics.cn/sites/default/files/64033.png

在圖中,隨著電壓的不斷增大,電流和亮度均逐漸開(kāi)始增大,在電壓增大的過(guò)程中,可以明顯觀察到兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法所測(cè)得結(jié)果的偏差,四點(diǎn)法的電流和亮度比兩點(diǎn)法的高。這是因?yàn)樵谏龎旱倪^(guò)程中,LED的伏安特性發(fā)生了改變,電阻逐漸減小,因此導(dǎo)線電阻所產(chǎn)生的壓降比例增大,使兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法測(cè)量的最終結(jié)果產(chǎn)生不同。

http://www.oceanoptics.cn/sites/default/files/2640.png

上圖為在不同電壓下兩點(diǎn)法和四點(diǎn)法偏差比例,我們可以直觀看到電流和亮度的差異比例在不斷增大,因此四點(diǎn)法在恒壓測(cè)試中可明顯獲得更為準(zhǔn)確的電流和亮度的結(jié)果。

    但是在實(shí)際的測(cè)量中,測(cè)試結(jié)果往往受到多種因素的影響。因此當(dāng)發(fā)光材料在工作電壓下只有比較小的電阻時(shí)候,選用四點(diǎn)法便可以消除導(dǎo)線電阻、ITO膜的電阻等影響,得到一個(gè)更加準(zhǔn)確的結(jié)果。

 


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