什么是LED的结温，它是如何产生的？

什么是LED的结温，它是如何产生的？

发布日期：2017-09-06               整理：雷舒科技

什么是LED的结温，它是如何产生的？

LED的基本结构是一个半导体的P-N结。实验指出，当电流流过LED器件时，P-N结的温度将上升，严格意义上说，就把P-N结区的温度视之为结温。通常由于器件芯片均具有很小的尺寸，因此我们也可把LED芯片的温度视之为结盟。在LED工作时，可存在以下四种情况促使结温不同程度的上升：

（1）  器件不良的电极结构，窗口层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED器伯的串联电阻。当电流流过P-N结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，引致芯片温度或结温的升高。

（2）  由于P-N结不可能极端完美，器件的注入效率不会达到100%，也即是说，在LED工作时除P区向N区注入电荷（空穴）外，N区也会向P区注入电荷（电子），一般情况下，后一类的电荷注入不会产生光电效应，而以发热的形式消耗掉了。即使有用的那部分注入电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，蕞终也会变成热。

（3）  实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与器件制造工艺已能使LED极大多数输入电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射系数，致使芯片内部产生的极大部分光子（>90%）无法顺利地溢出界面，而在芯片与介质面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射蕞终被芯片材料或衬底吸收，并以晶格振动的形式变成热，促使结温升高。

显然，LED器件的热散失能力是决定结温高低的又一个关键条件。散热能力强时，结温下降，反之，散热能力差时结温将上升。由于环氧胶是低热导材料，因此P-N结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层，PCB与热沉向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响器件的热散失效率。一个普通型的LED，从P-N结区到环境温度的总热阻在300-600℃/w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED器件，其总热阻约为15-30℃/w。巨大的热阻差异表明普通型器件只能在很小的输入功率条件下，才能正常地工作，而功率型器件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。

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