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1、4.4 LED的热学特性的热学特性内容内容n一、引言一、引言n二、二、热阻及阻及测量量n三、三、LED的工作温度与存的工作温度与存储温度温度一、引言一、引言热学学对LED的影响的影响n寿命寿命n主波主波长漂移：当漂移：当结温升高温升高10，波，波长发生生红移，即波移，即波长向向长波（波（红外方向）漂外方向）漂移移12nm 。相反，温度降低。相反，温度降低发生生蓝移。移。二、热阻二、热阻定定义n当当热量在物体内部以量在物体内部以热传导的方式的方式传递时，反映，反映热传导体阻碍体阻碍热流的能力的物流的能力的物理量称理量称为热阻。阻。n对于于热流流经过的截面的截面积不不变的平板，的平板，导热热阻阻为
2、L/(kA)L/(kA)。其中。其中L L为平板的厚度，平板的厚度，A A为平板垂直于平板垂直于热流方向的截面流方向的截面积，k k为平板材料的平板材料的热导率。率。二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻热阻定义热阻定义n在在LEDLED点亮后达到点亮后达到热量量传导稳态时，芯片，芯片表面每耗散表面每耗散1W1W的功率，芯片的功率，芯片pnpn结点的温点的温度与度与连接的支架或接的支架或铝基板的温度之基板的温度之间的的温差就称温差就称为热阻阻RthRth，单位位为/W/W。数。数值越低，表示芯片中的越低，表示芯片中的热量量传导到支架或到支架或铝基板上就越快。基板上就越快。二、热阻二、热阻二、热阻二、
3、热阻影响影响LED的热阻的因素的热阻的因素n（1 1）与）与LEDLED芯片本身的芯片本身的结构与材料有关。构与材料有关。n（2 2）与）与LEDLED芯片粘芯片粘结所用的材料的所用的材料的导热性能及粘性能及粘结时的的质量有关。量有关。n（3 3）与）与热沉所用的材料有关。沉所用的材料有关。二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻确定热阻大小确定热阻大小 测试原理原理n根据根据LEDLED芯片芯片pnpn结温度升高温度升高1010，波，波长会会漂移漂移1-2nm1-2nm，或当，或当pnpn结温度升高温度升高1010时，光光强会下降会下降1%1%，按照，按照这种种规律可律可测出出pnpn结温度上升了多
4、少度。温度上升了多少度。二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻NC2992型半导体器件可靠性分析仪型半导体器件可靠性分析仪 中国电子科技集团第十三研究所中国电子科技集团第十三研究所 按中国光协光电器件专业分会行标按中国光协光电器件专业分会行标(GD/T1-2003)测量测量LED热阻。热阻。 二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻正向电压法二极管热阻测试正向电压法二极管热阻测试仪器的工作原理仪器的工作原理n半半导体器件在恒定体器件在恒定电流下流下LEDLED的正向的正向电压与与温度具有很好的温度具有很好的线性关系性关系 nV VTjTj=V=VToTo +K(T +K(Tj
5、 j-T-To o) (1) (1) 式中，式中，V VTjTj、V VToTo分分别是是T Tj j和和T To o时的的输入入电压；K K是是热敏温度系数，它与芯片敏温度系数，它与芯片衬底材料、芯底材料、芯片片结构、封装构、封装结构、构、发光波光波长等都有关系。等都有关系。 二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻不同温度下的不同温度下的LED伏安特性伏安特性二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻仪器的工作原理仪器的工作原理n热阻是沿阻是沿热流通道上的温度差与通道上流通道上的温度差与通道上耗散的功率耗散的功率P之比之比nRt h =( Tj-Tx)/P (2) 式中，式中，Tj为施加大小施加大小为P的加
6、的加热功率脉冲功率脉冲后后测得的得的LED结温；温；Tx为热沉沉铝基板上基板上的温度。的温度。 二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻仪器的工作原理仪器的工作原理n Tx=ToTo VF =V VTjTj-V-VToTo 联立（立（1 1）（）（2 2）两式，消去）两式，消去=(Tj-Tx)n得到得到热阻表达式阻表达式Rt h =VF/（KP）二、热阻二、热阻二、热阻二、热阻三、三、LED的工作温度与存储温度的工作温度与存储温度n工作温度：工作温度：-3080是指是指环境温度，与境温度，与热阻有关，阻有关，pn结温度保持在温度保持在100 以下。以下。n存存储温度：温度：-40100，同，同时一般要求相一般要求相对湿度以不湿度以不结露露为准。准。No Condensed
