浅析:LED的热量产生原因

2015-02-21编辑:探路者 关键字:LED  热量
  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,其余60-70%的能量主要以非辐射复合发生的点阵振动的形式转化热能。

  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,人们主观上认为大功率LED没有热量,事实上确有。大量的热,以至于在使用过程中发生问题。加上很多初次使用大功率LED的人,对热问题又不懂如何有效地解决,使得产品可靠性成为主要问题。那么,LED究竟有没有热量产生呢?能产生多少热量呢?LED产生的热量究竟有多大?

  LED在正向电压下,电子从电源获得能量,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区的空穴发生复合。由于漂移到P区的自由电子具有高于P区价电子的能量,复合时电子回到低能量态,多余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,发光区主要在PN结附近,发光是由于电子与空穴复合释放能量的结果。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源负极发出的电子和回到正极的电子数是相等的。普通的二极体,在发生电子-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。

  电子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子学的基本定律:
  P=I2R=I2(RN++RP)+IVTH
  式中:RN是N区体电阻
  VTH是PN结的开启电压
  RP是P区体电阻
  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依然是一只半导体二极体。因此,LED在正向工作时,它的工作过程符合上面的叙述。它所它所消耗的电功率为:
  PLED=ULED×ILED
  式中:ULED是LED光源两端的正向电压:
  ILED是流过LED的电流
  这些消耗的电功率转化为热量放出:
  Q=PLED×t
  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,并不是由外电源直接提供的,而是由于该电子在N区时,在没有外电场时,它的能级就比P区的价电子能级高出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的大小是由材料本身决定的,与外电场无关。外电源对电子的作用只是推动它做定向移动,并克服PN结的作用。

  LED的产热量与光效无关;不存在百分之几的电功率产生光,其余百分之几的电功率产生热的关係。透过对大功率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。需要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,从根本上提高发光效率以减少热能的产生才是釜底抽薪之举,这需要芯片制造、LED封装及应用产品开发各环节技术的进步。

关键字:LED  热量

来源: 互联网 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/LED/2015/0221/article_11775.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:高功率白光LED散热与寿命问题改善设计
下一篇:LED照明设计的散热问题分析(图)

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

会行走的广告

这款产品,这款产品所应用的市场,以及这款产品对传统广告展示形式所带来的颠覆式创新变革,是很多人没有关注到,更没有预料到的,它却实实在在的正在发生中。 它是一款什么样的产品?它来自己哪里?它给广告展示形式带了什么样的一种全新体验?它凭什么能在短时间内迅速蹿红?下面就来为大家解读。 这款产品大的方向去讲的话,它只是一款不一样尺寸和功能的led显示屏而已,属于led显示屏众多应用产品系列其中的一个单品,我们给他取了一个很形象的名字——可穿戴led广告衣显示屏,简称led广告衣。它是由深圳科鑫光电自主独立研发的一款创新型、可穿戴人体广告显示屏设备。 下面就给大家来看一下科鑫光电led广告衣的庐山正面目,了解
发表于 2018-08-03
会行走的广告

购买电视这多么多“X”LED 你能分清吗?

最近几年电视显示技术发展越来越快,各种新鲜概念也是如洪水般地袭来,LED、OLED、ULED、QLED,最让人头疼的莫过于这些各式各样的LED概念了,商家的描述也是让消费者摸不着头脑,今天笔者带各位一起辨别这些“X”LED,让你成为一个“懂屏帝”。  “X”LED概念解释  LED  LED在我们生活中非常常见,各种舞台的大屏幕使用的就LED,LED用中文来讲就是发光二极管,有朋友可能会问,LED电视不是液晶电视吗?怎么变成了发光二极管呢?  LED电视采用液晶面板作为显示介质和发光二极管作为背光模组,当光线通过液晶层时,控制液晶分子做不同程度的偏转,就能呈现不同的明暗程度。然后再通过一层彩色的滤光片,让白色的光线带有色彩,最后
发表于 2018-08-02
购买电视这多么多“X”LED 你能分清吗?

80后执掌创维电视 OLED技术能让这家公司翻盘吗?

创维想让彩电行业从营销驱动重回技术驱动。  30年历史的创维迎来了新鲜血液。  7月31日,创维在发布OLED电视的同时,新上任的创维-RGB董事长王志国也正式亮相。这是创维电视几十年以来的首位80后董事长。  据介绍,创维-RGB是创维集团彩电事业本部的经营主体,创维集团CEO刘棠枝将不再兼任创维-RGB董事长。王志国出生于1980年,2009年加入创维集团,主持研发酷开智能电视操作系统。目前担任创维集团CTO、创维-RGB董事长兼全球研发中心总经理、深圳市酷开网络科技有限公司CEO。  “智能电视生态模式已经成立,以后将不再仅仅依赖硬件进行盈利”,刘棠枝如此解释王志国上任的原因,此外他也表示,人事变动能让他腾出更多的时间聚焦
发表于 2018-08-02
80后执掌创维电视 OLED技术能让这家公司翻盘吗?

LED将成为众多领域里的香饽饽

我们大多数人都希望自己的努力能得到回报,而还有些人可能更希望不劳而获。这两种情况很少同时发生,但LED照明却有可能实现此。众所周知,LED功耗低,这意味着从几乎任何其他形式的照明转向LED都将省钱,而无任何代价。它的‘附加’特点是,因为您用更少的能量来点亮您的家或办公室,也会对环境有所帮助。从消费者的角度来看,LED提供了有益于环境和省钱的回报,如果您从另一个角度看,这就像不劳而获(不包括初始支出)。但真的这么简单吗?理论上应该是,但现实情况是您节省的可能会有所不同,这取决于您的LED将交流转换成直流有多高能效。这不是消费者通常会查看的东西,我们可以认为,市场还不成熟,不太关注于此。但实际上,这只是在给未来制造问题。当然,立法
发表于 2018-08-02
LED将成为众多领域里的香饽饽

LED芯片格局已成型 厂商有何战略布局?

近几年,包括三安光电、华灿光电、德豪润达等在内的本土芯片厂商通过扩产、整合持续扩大市场份额,大陆LED芯片集中度正在不断提高。随着国内芯片大厂陆续扩产,海外企业与国内二三线芯片厂逐步收缩产能,LED芯片行业新格局逐渐形成:产业向大陆聚集、产能向龙头聚集。目前,我国LED芯片格局已经基本成型,市场话语权主要掌握在几大龙头厂商手中。然而,他们有何布局呢?我们一起来看看吧!三安光电众所周知,如今的三安光电已不再是一家纯粹的LED芯片企业,而是集衬底材料、LED芯片和化合物半导体于一体的“巨无霸”。三安光电董事会秘书李雪炭表示,公司LED业务有很多新的产品在逐步拓展,另外集成电路业务是未来公司的重点发展方向,业务正在上量阶段。目前LED
发表于 2018-08-01

LG Innotek起诉美国UV美甲烘干机企业侵犯其UV LED专利

LG Innotek 于美国当地时间25日向加利福尼亚北部联邦地方法院及加利福尼亚中部联邦地方法院提起诉讼,指控 Evergreat 侵犯其 UV LED 专利技术。这是 LG Innotek 首次对 UV LED 产品提起专利诉讼。 UV 美甲烘干机用于手部指甲和脚部指甲涂抹指甲油后,通过照射紫外线快速烘干的设备。利用了紫外线与特殊物质发生化学反应的特点。UV LED 作为高性能和高安全性的光源被广泛使用。 Evergreat 公司是位于美国加州的制造企业。在市场中以 “Melodysusie”品牌驰名。 本次诉讼指控 Evergreat 公司销售的10种型号的 UV
发表于 2018-07-30

小广播

颜工专栏

LED专区

现任华润矽威科技(上海)有限公司市场部经理/高工,上海市传感技术学会理事、副秘书长。

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2018 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved