AC―LED结温和开启电压关系测量

《AC―LED结温和开启电压关系测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、AC-LED结温和开启电压关系测量摘要：根据交流发光二极管(ACLED)的工作特征,提出了一种简单而精准的ACLED结温测量方法：开启电压法。通过理论分析和实验发现，ACLED的开启电压会随着结温的上升而下降，且两者之间有良好的线性关系，从而确认将开启电压作为温度变化参数来间接测量ACLED的结温。实验表明，开启电压法测量结温的重复性最大误差为2.0°C,热阻重复性最大误差为0.6°C/WO经过对比分析，开启电压法得到热阻值比参考脉冲法更接近真实值。关键词：ACLED；结温；测量方法；开启电压法中图分类号：TH741.4文献标志码：Adoi:10.3

2、969/j.issn.10055630.2014.01.001引言近年来，随着LED在设计、材料、封装技术等方面的应用，一种新的交流发光二极管(ACLED)技术应运而生［12］,并不断得到改善。ACLED以其应用简便、无需变压转换器以及低成本等优点迅速发展，韩国首尔半导体公司向市场推出TACLED系列产品，中国台湾工研院也推出立体散热、热插拔的ACLE叽34］。随着ACLED应用范围的扩展，以前在LED器件和其应用产品设计过程中可以忽略的问题逐渐受到重视，已有的研究重点关注于ACLED的器件结构和光电特性，而热特性很少提及。LEDPN结的温度对LED

3、的使用寿命、输出光强、主波长（颜色）等因素都有很大的影响。在ACLED器件及阵列组件中，结构设计将比DCLED复杂，如果设计不合理将导致PN结温度升高，严重影响到ACLED的性能、使用寿命和可靠性，因此研究ACLED结温测量方法对于ACLED的应用有重要意义。目前研究LED结温的测量方法仅局限于DCLED156],研究ACLED结温测量方法很少。在现有的DCLED结温测量方法中，正向电压法[7]被认为是最精确简单的测量方法，其理论依据为正向电压与结温在300K以上时有良好的线性关系[8]o此种方法是在定标过程中将DCLED加热到不同温度，给DCLED

4、极短的脉冲电流同时检测DCLED的电压，依此建立DCLED结温与正向电压的关系，对ACLED的定标过程也可以通过参考脉冲电流建立结温与正向电压的关系，但是在ACLED正常工作时，正向电压是变化的，检测不到一个稳定的正向电压值，这种方法不能直接应用到ACLED的结温测量中。LiuYiwei等人提出了测量ACLED结温的参考脉冲法[9],在ACLED驱动电压方向发生变化的瞬间，即正常工作半周期结束后电压值为零的瞬间加入参考脉冲电流，检测这个脉冲电流对应的正向电压的瞬时值，就可以将正向电压法延伸应用于ACLED结温的测量中。但是，参考脉冲电流会对结温产生影

5、响，即便是将脉冲电流的宽度压缩到很小，这种影响也不是可以忽略的，而且脉冲电流产生的电压将与驱动电压混合，导致测出的与脉冲电流引起的正向电压偏小，引起较大的结温误差。在实际工程中这种测量方法使测量设备比较复杂，引起ACLED结温测量繁冗。本文提出一种简单精确的ACLED结温测量方法，即开启电压法。无需外加脉冲参考电流，只需从测量数据中取得ACLED正常工作时的开启电压值。根据Shockley方程推断，ACLED在不同温度条件下开启电压也会不同，经过定标过程测量不同结温条件下ACLED的开启电压，发现ACLED开启电压与结温之间存在良好的线性关系。2测量

6、方法及装置参照EIA/JEDEC标准[11],结温测量主要有两个部分。第一部分为定标，获取ACLED的温度变化系数TVC,第二部分测量ACLED正常工作时的开启电压，并利用定标得到的TVC系数计算ACLED正常工作时的结温以及热阻。这个开启电压值是ACLED正常工作时的电压瞬时值，为确保一致性，在定标过程中的开启电压值也是在不断变化的正弦电压中获得的。瞬时值选择开启电压是为保证ACLED位于初始工作状态,可近似地认为还没有电流通过ACLED,结温没有受电流的影响开始升高，实验装置如图2所示。此次实验使用的是韩国首尔半导体公司研发生产的AW系列ACLE

7、D,该产品能在交流电下直接工作。半导体分析仪采用Keithley2636A的可编程电流源表，可以作电流/电压源表，也可以同步读取被测样品的电压和电流值。本次试验利用Keithley编程的方式来模拟输出一个周期或连续的交流电压，同时追踪ACLED的电流值；恒温箱用来在定标过程给ACLED加热到某一特定的温度，测试箱只用在ACLED正常工作时的测量过程；温度探测器用来监测恒温箱的温度；光谱仪配合积分球用来测量ACLED正常工作时的辐射功率。3测量结果及分析这两种方法的测量结果与厂商参考值比较来看，参考脉冲法对ACLED测量所得到热阻值比厂商提供的热阻参考

8、值高0.5°C/Wo很明显在测量过程中，参考脉冲法测得的正向电压受负向交流驱动电压的影响，使正向电压Vj值偏