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LED结温产生的原因分析及对策

1、什么是LED的结温？

　　LED的基础结构是一个半导体的P—N结。实验指出，当电流流过LED元件时，P—N结的温度将上升，严格意义上说，就把P—N结区的温度定义为LED结温。通常由于元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温。
　　2、产生LED结温的原因有哪些？

　　在LED工作时，可存在以下五种情况促使结温不同程度的上升：
　　a、元件不良的电极结构，视窗层衬底或结区的材料以及导电银胶等均存在必定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成LED元件的串联电阻。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。
　　b、由于P—N结不可能极端完善，元件的注人效率不会达到100％，也即是说，在LED工作时除P区向N区注进电荷(空***)外，N区也会向P区注人电荷(电子)，一般情况下，后一类的电荷注人不会产生光电效应，而以发热的情势耗费掉了。即使有用的那部分注进电荷，也不会全部变成光，有一部分与结区的杂质或缺点相联合，终极也会变成热。
　　c、实践证实，出光效率的限制是导致LED结温升高的重要原因。目前，先进的材料生长与元件***已能使LED极大多数输进电能转换成光辐射能，然而由于LED芯片材料与四周介质相比，具有大得多的折射係数，致使芯片内部产生的极大部分光子(>90％)无法顺利地溢出介面，而在芯片与介质介面产生全反射，返回芯片内部并通过多次内部反射终极被芯片材料或衬底接收，并以晶格振动的情势变成热，促使结温升高。
　　d、显然，LED元件的热散失才能是决定结温高低的又一个关键条件。散热才能强时，结温降落，反之，散热才能差时结温将上升。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往，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，相干材料的导热才能将直接影响元件的热散失效率。一个普通型的LED，从P—N结区到环境温度的总热阻在300到600℃／w之间，对于一个具有良好结构的功率型LED元件，其总热阻约为15到30℃／w。宏大的热阻差别表明普通型LED元件只能在很小的输进功率条件下，才干正常地工作，而功率型元件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。
　　3、下降LED结温的道路有哪些？

　　a、减少LED本身的热阻；
　　b、良好的二次散热机构；
　　c、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻；
　　d、把持额定输进功率；
　　e、下降环境温度
　　LED的输进功率是元件热效应的唯一起源，能量的一部分变成了辐射光能，其餘部分终极均变成了热，从而抬升了元件的温度。显然，减小LED温升效应的重要方法，一是想法提高元件的电光转换效率（又称外量子效率），使尽可能多的输进功率转变成光能，另一个重要的道路是想法提高元件的热散失才能，使结温产生的热，通过各种道路散发到四周环境中往。