从照明角度看，要有效地利用 LED 光源，就必须对它的光、电和热特性及一些基本参数有所了解。

  1) LED 的光和颜色特性

①LED的光特性

  -早的 LED 的光效很低，只有 4～5lm/W，后来随着芯片晶体的生长和荧光粉的改进，现在白光 LED 的光效可达 35～40lm/W，预测到 2010 年可达 60lm/W。其光效介于白炽灯（141lm/W）与紧凑型荧光灯（87 lm/W）之间。

②LED 的光谱特性

  LED 的发光原理决定了它发光的单色性，不同材料的 LED 对应不同的主波长  和不同的光谱曲线，各谱线的半宽度 ∆λ 有一定的差异。

③LED 的光强分布特性

  目前 LED 发出光束的角度用 1/2 半宽度角  表示，即光强降到峰值光强 1/2 时的光束角，见图 3-3。由于目前的光源都是对称的透镜，所以它的扩散角为 2 。LED 的光强分布曲线都可用  示。因此，再利用多个LED集中起来制成“二次光源”时，在计算上比较方便的。

 图3-3 LED 光源的光强分布特性

Figure 3-3 LED light intensity distribution characteristics 

  2) LED 光源的电特性

  ①LED 的伏安特性曲线

发光二极管的伏安特性(又称 V-I 特性)与普通二极管大致相同，只是在正向特性的上升速率上略有差异。当所施加的正向电压未达到开启电压时，几乎没有电流通过发光二极管，但当电压超过开启电压时，电流急剧上升，电流电压几乎成线性关系，即发光二极管呈欧姆导通特性。发光二极管正向开启电压通常称作正向门限电压，它取决于半导体材料的禁带宽度，其取值因使用晶体材料的不同而有所差异。在 25℃时，SF-50TUV13 紫外发光二极管GaP 红色发光二极管的正向电压分别是 1.5V 和 2.2V,正向工作电流都为 20mA，反向电压分别为-5V 和-7V。相同的管压降是不同的，流过 LED的电流i与其两端电压V 的关系如下式：

式中：

T—温度

  —LED 的反向饱和电流；

e—电子电荷；

k—波尔兹曼常数；

β —正向电流较大时近似为1。

②LED 的发光特性

    LED的发光亮度，基本上正比于其通过的电流强度。亮度正比于电流密度这种特性，对于采用脉冲驱动的方式来说是很有利得，它可以在平均电流与直流电流相等的情况下获得较直流电流更高的亮度。

3) LED 光源的热特性

①LED 的工作和环境温度的关系

LED 的设计环境温度是-20℃～+70℃，其宽温范围有利于设计和应用，但需十分小心 LED 内部的 PN 结工作温度，它的变化会导致器件的颜色变化。典型数据如下：红色是 120℃，白色是 100℃，应保持温度范围小于 105℃，在设计和装配时应考虑发热造成效率的下降。超过这个温度后，LED 的发光和寿命就会减少，当环境温度从 20℃增加为 60℃时，光输出就减少一半。根据使用场合再设计外壳时必须注意热量带来的问题。

②环境温度对 LED 发光的影响

LED 的发光强度与使用的环境温度有很大关系，一般的趋势是温度降低，发光越强，反之则越弱。除此之外，温度变化对 LED 的主波长也有影响。实验证明，一般情况下，LED 在恒定电流下工作，电压虽温度变化到稳定时，LED 所消耗的电能是一定的。若不控制温度，稳定的电功率就会产生不同的工作条件。光辐射的相对光谱分布将受到两方面的影响：一是光谱分布曲线的形状；二是随着温度的升高，整个光谱分布曲线的主波长会发生偏移。