什么是LED的结温？ 结温是如何产生的？

LED的基本结构是一个半导体的PN结。实验指出，当电流流过LED器件时，PN结的温度将上升。以严格意义上说，是把PN结区的温度视为结温的。通常由于器件芯片均具有很小的尺寸，所以也可把LED芯片的温度视为结温。

当LED的结温升高时，器件输出的光强度将逐渐减小，而在结温下降时，输出光的强度将增大。LED在工作时，以下四种情况会促使结温不同程度上升。

（1）器件不良的电极结构，窗口层衬底或结区的材料及导电银胶等均存在一定的电阻值，这些电阻相互垒加，构成了LED器件的串联电阻。当电流流过PN结时，同时也会流过这些电阻，从而产生焦耳热，导致芯片温度或结温的升高。

（2）由于PN结不可能极端完美，所以器件的注入效率不会达到100%。也就是说，在LED工作时除P区向N区注入电荷（空穴）外，N区也会向P区注入电荷（电子）。一般情况下，后一类电荷注入不会产生光电效应，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，而是有一部分与结区的杂质或缺陷相结合，最终也变成了热。

（3）实践证明，出光效率的限制是导致LED结温升高的主要原因。目前，先进的材料生长与器件制造工艺已能使LED的绝大多数输入电能转换成光辐射能。然而由于LED芯片材料与周围介质相比，具有大得多的折射系数，所以致使芯片内部产生的绝大部分光子（＞90%）无法顺利地溢出界面，而在芯片与介质面产生全反射，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，从而最终促使结温升高。

（4）LED器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，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，所以PN结处产生的热量很难通过透明环氧向上散发到环境中去，大部分热量将通过衬底、银浆、管壳、环氧粘接层、PCB与热沉（微型散热装置）等途径向下发散。显然，相关材料的导热能力将直接影响器件的热散失效率。一个普通型的LED，从PN结区到环境温度的总热阻在300～600℃/W之间。一个具有良好结构的功率型LED器件，其总热阻约为15～30℃/W。巨大的热阻差异表明普通型器件只有在很小的输入功率条件下才能正常工作，而功率型器件的耗散功率可大到瓦级甚至更高。