浅谈LED的热量产生原因

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1、浅谈LED的热量产生原因周一，12/24/2007-16:46—ivan与传统光源一样，半导体发光二极体（LED）在工作期间也会产生热嵐，其多少取决于整体的发光效率。在外加电能量作用下，电子和空穴的辐射父合发生屯致发光，在P-N结附近辐射出来的光还需经过芯片（chip）木身的半导体介质和封装介质才能抵达外界（空气）。综合电流注入效率、辐射发光量子效率、芯片外部光取出效率等，最终大概只有30-40%的输入电能转化为光能，其餘60-70%的能星主耍以非轴射复介发牛的点阵振动的形式转化热能。融阴抗對光束询彫

2、響熱阻抗為i.2°c/jy時/熱阴抗降低-・飽和點上升。熱阴抗1Ut（砲彈坐LED）電流密度（A/mm2）哥散熱封裝方式LED的熱借至基板與棋組髙導熱基板LED模組-20翁勺電能變成光線，8嶼的電能變成熱能。而芯片温度的升高，则会增强非辐射复合，进一步消弱发光效率。因为，人们主观上认为人功率LED没有热最，事实上确有。大暈的热，以至于在使用过程中发牛问题。加上很多初次使用大功率LED的人，对热问题乂不懂如何有效地解决，使得产品可靠性成为主耍问题。那麼，LED究竟有没有热量产牛呢？能产牛多少热量呢？LE

3、D产牛的热量究竟有多大？LED在正向电压厂电子从电源获得能疑，在电场的驱动下，克服PN结的电场，由N区跃迁到P区，这些电子与P区的空穴发牛复合。由于漂移到P区的口由电子具有高于P区价电子的能量，复合时电子冋到低能量态，多餘的能量以光子的形式放出。发出光子的波长与能量差Eg相关。可见,发光区主耍在PN结附近，发光是由于电子与空穴复介释放能嚴的结果。一隻半导体二极体，电子在进入半导体区到离开半导体区的全部路程中，都会遇到电阻。简单地从原理上看，半导体二极体的物理结构简单地从原理上看，半导体二极体的物理结构

4、源负极发出的电子和回到止极的电子数是相等的。普通的二极体，在发生电子一空穴对的复合是，由于能级差Eg的因素，释放的光子光谱不在可见光范围内。电了在二极体内部的路途中，都会因电阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合电了学的基本定律：P=12R=12(RN++RP)+IVTH式中：RN是N区体电阻VTH是PN结的开啟电压RP是P区体电阴消耗的功率产生的热量为：Q=Pt式中：t为二极体通电的时间。本质上，LED依然是一隻半导体二极体。因此，LED在正向工作时，它的工作过程符合上面的敍述。它所它所消耗的电功率为

5、：PLED=ULEDxILED式中：ULED是LED光源两端的1E向电压ILED是流过LED的电流这些消耗的电功率转化为热量放出：Q=PLEDxt式中：t为通电时间实际上，电子在P区与空穴复合时释放的能量，并不是宙外电源直接提供的，而是宙于该电子在N区时，在没有外电场时，它的能级就比P区的价电了能级高出Eg。当它到达P区后，与空穴复合而成为P区的价电子时，它就会释放出这麼多的能量。Eg的大小是由材料木身决定的，与外电场无关。外电源对电子的作用只是推动它做立向移动，并克服PN结的作用。LED的产热量与光

6、效无关；不存在百分Z儿的电功率产生光，其餘百分Z儿的电功率产生热的关係。透过对人功率LED热的产生、热阻、结温概念的理解和理论公式的推导及热阻测量，我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评估和产品应用。需耍说明的是热量管理是在LED产品的发光效率不高的现阶段的关键问题，从根本上提髙发光效率以减少热能的产生才是釜底抽薪之举，这需耍芯片制造、LED封装及应用产品开发各环节技术的进步。