什么是LED结温,哪些原因产生LED结温,降低LED结温的途径又有哪些?下文将说说LED结温的相关知识。 1、什么是LED的结温?
当电流流过LED元件时,LED基本结构是一个半导体的PN结。实验指出。PN结的温度将上升,严格意义上说,就把PN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 、LED 元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,显然。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。相关资料的导热能力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 300 600 ℃ / 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 30 ℃ / w 巨大的热阻差异表明普通型 LED 元件只能在很小的输入功率条件下,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。 b、出光效率的限制是导致 LED 结温升高的主要原因。目前,实践证明。先进的资料生长与元件制造工艺已能使 LED 极大多数输入电能转换成光辐射能,然而由于 LED 芯片资料与周围介质相比,具有大得多的折射係数,致使芯片内部发生的极大局部光子 ( >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最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。 c、元件的注人效率不会达到100%,由于PN结不可能极端完美。也即是说,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,最终也会变成热。 d、视窗层衬底或结区的资料以及导电银胶等均存在一定的电阻值,元件不良的电极结构。这些电阻相互垒加,构成LED元件的串联电阻。当电流流过PN结时,同时也会流过这些电阻,从而发生焦耳热,引致芯片温度或结温的升高。
3、降低LED结温的途径有哪些? a、减少LED本身的热阻; b、控制额定输入功率; c、降低环境温度; d、良好的二次散热机构; e、减少LED与二次散热机构安装介面之间的热阻;
能量的一部分变成了辐射光能,LED 输入功率是元件热效应的唯一来源。其餘部分最终均变成了热,从而抬升了元件的温度。显然,减小 LED 温升效应的主要方法,一是设法提高元件的电光转换效率(又称外量子效率)使尽可能多的输入功率转变成光能,另一个重要的途径是设法提高元件的热散失能力,使结温产生的热,通过各种途径散发到周围环境中去。
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