LED是一种可发光的二极管，核心是PN结，因此LED的伏安特性与普通二极管的伏安特性相同。LED的伏安特性是指流过芯片的电流随加到其两端的电压变化的特性，它是衡量LED性能的主要参数，是LED制作优劣的重要标志。LED的正向电压U_F与正向电流I_F的关系式为

式中，I₀为反向饱和电流；q为电子电荷，q=1.6×10^-19C；k为玻尔兹曼常数，k=1.38×10^-23；T为热力学温度；β为介于1～2之间的常数。

在室温（25℃）条件下，T=（273+25）K=298K，q/（kT）=39V^-1。由此可见，LED的正向电流I_F与正向电压U_F之间呈指数关系，而且当U_F为几百mV时，指数幂远大于1，因此式（1-6）可以化简为

完整的LED伏安特性包含正、反向特性两个方面，与普通二极管相同，LED同样具有单向导电性和非线性特性，如图1-8所示。LED的伏安特性曲线可以划分为正向特性区、反向特性区以及反向击穿区。

图1-8 LED的伏安特性曲线

1.正向特性区

LED两端加以正向电压U_F，就产生正向电流I_F。如果U_F小于其门槛电压，由于通过LED的电流太小而不会发光。对于普通LED，U_F通常为1.5～2.8V，I_F通常为20mA；对于1W大功率白光LED，U_F通常为3～4V，I_F通常为350mA。

LED的电流与电压呈指数关系，但在电流较大区域基本上是一个线性区域，因此，可以取两点做一条直线做线性化，如图1-9所示。

用图1-9中的直线取代指数曲线，可得到如下公式，即(www.daowen.com)

图1-9 LED伏安特性线性模型

U_F≈U_ON+R_SI_F+（ΔU_F/ΔT）（T_J-25） （1-8）

式中，U_ON为LED的开通电压，由PN结的内建势垒电场决定；R_S为LED的等效内阻；T_J为LED结温；ΔU_F/ΔT为电压温度系数，通常为-2mV/℃。

一般情况下，LED的伏安特性曲线可以进一步简化为

U_F≈U_ON+R_SI_F （1-9）

2.反向特性区

N型半导体中包含少数空穴，P型半导体中存在少数自由电子，当LED外加反向电压时，这些载流子在反向电压作用下通过PN结，因此形成反向电流。反向电流有两个特点：①随温度升高而增长很快；②只要外加的反向电压在一定范围之内，反向电流基本不随反向电压变化，如图1-8中的OB段。反向电流是LED的一个重要参数。反向电流越小，说明其单向导电性能越好。

3.反向击穿区

当LED的反向电压增加到某一数值后，反向电流急剧增大，出现反向击穿现象，这个电压值叫作反向击穿电压。由于LED所使用的材料不同，反向击穿电压也不一样，例如AlInGaP LED反向击穿电压为20V，而InGaN LED的反向击穿电压仅为7V。

由LED的伏安特性可知，U_F的微小变化会引起I_F的较大变化，而I_F与LED光输出基本成正比，因此，如采用恒压源驱动LED，输出电压的微小变化将引起LED发光亮度的较大变化；若采用恒流源驱动LED，就很容易控制LED光输出。因此，大功率LED适宜采用恒流源驱动。