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LED结温学习报告 LED结温的定义： LED的基本结构是一个半导体的P—N结。当电流流过LED器件时，由于led中空穴和电子运动，一部分能量产生有效的光电效应，发出光子，一部分是以发热的形式消耗掉了，因此P—N结区芯片的温度将上升，我们把P—N结区的温度定义为LED的结温。通常由于器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。 产生结温的原因： 一、出光效率低，大多数电能转化成了热能。 二、LED封装的散热能力是产生结温的关键条件，散热能力强，结温下降，反之散热能力差时结温将上升，其结果将会导致出光效率更低，将进一步推动结温的上升。 结温对LED光电性能的影响 一、LED结温高于自身正常能承受的最高温时，导致封装材料（如环氧树脂）、荧光粉为性能变坏，产生不可恢复的永久性衰变，直至失效。 二、结温上升时，LED的发光波长变长，颜色发生红移，显示效果发生偏色。 三、由于PN结上的正向电压Vf具有负温度系数特性，因此随着PN结温度的上升，LED正向电压值Vf会下降，会导致期间的损坏。 四、LED结温上升，发光效率随之变差。 LED结温的测试方法： 1、红外热成像法：利用红外非接触温度仪直接测量LED 芯片的温度，但要求被测器件处于未封装的状态，另外对LED 封装材料折射率有特殊要求，否则无法准确测量，测量精度比较低。 2、管脚温度法：通过测量管脚温度和芯片耗散功率和热阻系数求得结温。但是因为耗散功率和热阻系数的不准确，所以测量精度比较低。 3、光谱法：利用发光光谱峰位移测定结温，也是一种非接触的测量方法，直接从发光光谱确定禁带宽度移动技术来测量结温，这一方法对光谱测试仪器分辨精度要求较高，发光峰位的精度测定难度较大，而光谱峰位移1 纳米的误差变化就对应着测量结温约30 度的变化，所以测量精度和重复性都比较低。 LED结温的测试方法： 4、蓝白比法：利用芯片的蓝光发光与荧光粉发光随结温变化的不一致来确定结温。定义W为光谱中整个白光的功率，B为蓝光部分的功率，那么比值R=W/B应该是结温的函数。 5、K系数法：初始电压是指LED刚通电时测得的正向电压，初始结温是指刚通电时的结温，近似等于环境温度。在恒定电流（20mA）改变环境温度（35-100℃）测量的情况下，初始电压与初始结温符合很强的线性关系。  较易实现的测量结温的两种方法： 一、管脚温度法： 将传感器用导热胶固定在测试焊点处，点亮灯珠，等待热平衡后读取温度。一般而言，LED开启20分钟后基本达到热平衡。 一、管脚温度法： 结温=焊点温度 +（热阻*LED测量的功率） LED灯珠的热阻可参照被测灯珠的规划书参数 测量此时led两端的电压和流过的电流。 二、电压法测量结温： 测量温度系数Ｋ： 1、将LED至于温度为TA的恒温箱中足够时间至热平衡，此时TjA=TA ２、用低电流（可以忽略其产生的热量对LED的影响，如　　　　　　　　　If=0.1,1.0,5.0,10mA）快速点测LED的VfA ? ３、将LED置于温度为TB(TBTA的恒温箱中足够时间至热平衡，此时TjB=TB ４、同理，用低电流If=0.1,1.0,5.0,10mA测得VfB? ５、计算Ｋ值： 测量在输入电功率加热状态下的变化： ? １、将LED置于温度为TA的恒温箱中，给LED输入额定电流If使其产生自加热 ２、维持恒定加热电流If足够时间至LED工作热平衡，大约２０－３０分钟，此时VｆA达到稳定，记录If，VfA ３、迅速切换测量电流If用低电流（可以忽略其产生的热量对LED的影响，如If=0.1,1.0,5.0,10mA）快速点测LED的Vf ４结温计算： 电压法测结温小结： 电压法测量结温通常采用四线法，即两条是电源线，两条是用来接到电压表上的，这样可以避免电源线上电压影响，也可以避免电压表对流过LED的电流分流，提高测试精度。如果要求不高，不在乎几度的误差，也可以简单地直接从电源线上取电压 降低led结温的途径： 1、减少LED本身的热阻，控制额定输入功率 2、良好的二次散热机构 3、减少LED与二次散热机构安装界面之间的热阻 4、降低LED周围环境温度