LED 顯示屏產(chǎn)熱量的因素
編輯：海浪 [ 2009-12-9 9:29:30 ] 文章來(lái)源：LED大屏網(wǎng)
LED 顯示屏產(chǎn)熱量的因素，其餘百分之幾的電功率發(fā)生熱的關(guān)係。透過(guò)對(duì)大功率 LED 熱的發(fā)生、熱阻、結(jié)溫概念的理解和理論公式的推導(dǎo)及熱阻測(cè)量，LED 產(chǎn)熱量與光效無(wú)關(guān)；不存在百分之幾的電功率發(fā)生光�？梢匝芯看蠊β� LED 實(shí)際封裝設(shè)計(jì)、評(píng)估和產(chǎn)品應(yīng)用。需要說(shuō)明的熱量管理是 LED 產(chǎn)品的發(fā)光效率不高的現(xiàn)階段的關(guān)鍵問(wèn)題，從根本上提高發(fā)光效率以減少熱能的發(fā)生才是釜底抽薪之舉，這需要芯片制造、 LED 封裝及應(yīng)用產(chǎn)品開發(fā)各環(huán)節(jié)技術(shù)的進(jìn)步。
半導(dǎo)體發(fā)光二極管（ LED 工作期間也會(huì)產(chǎn)生熱量，與激進(jìn)光源一樣。其多少取決于整體的發(fā)光效率。外加電能量作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合發(fā)生電致發(fā)光， P-N 結(jié)附近輻射進(jìn)去的光還需經(jīng)過(guò)芯片（ chip 自身的半導(dǎo)體介質(zhì)和封裝介質(zhì)才干抵達(dá)外界（空氣）綜合電流注入效率、輻射發(fā)光量子效率、芯片外部光取出效率等，最終大概只有 30-40 ％的輸入電能轉(zhuǎn)化為光能，其餘 60-70 ％的能量主要以非輻射復(fù)合發(fā)生的點(diǎn)陣振動(dòng)的形式轉(zhuǎn)化熱能。
則會(huì)增強(qiáng)非輻射復(fù)合，而芯片溫度的升高。進(jìn)一步消弱發(fā)光效率。因?yàn)�，人們主觀上認(rèn)為大功率 LED 沒(méi)有熱量，事實(shí)上確有。大量的熱，以至于在使用過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題。加上很多初次使用大功率 LED 人，對(duì)熱問(wèn)題又不懂如何有效地解決，使得產(chǎn)品可靠性成為主要問(wèn)題。那麼， LED 究竟有沒(méi)有熱量發(fā)生呢？能發(fā)生多少熱量呢？ LED 發(fā)生的熱量究竟有多大？
電子從電源獲得能量，LED 正向電壓下。電場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)下，克服 PN 結(jié)的電場(chǎng)，由 N 區(qū)躍遷到 P 區(qū)，這些電子與 P 區(qū)的空穴發(fā)生復(fù)合。由于漂移到 P 區(qū)的自由電子具有高于 P 區(qū)價(jià)電子的能量，復(fù)合時(shí)電子回到低能量態(tài)，多餘的能量以光子的形式放出。發(fā)出光子的波長(zhǎng)與能量差 Eg 相關(guān)。可見(jiàn)，發(fā)光區(qū)主要在 PN 結(jié)附近，發(fā)光是由于電子與空穴復(fù)合釋放能量的結(jié)果。一隻半導(dǎo)體二極體，電子在進(jìn)入半導(dǎo)體區(qū)到離開半導(dǎo)體區(qū)的全部路程中，都會(huì)遇到電阻。簡(jiǎn)單地從原理上看，半導(dǎo)體二極體的物理結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單地從原理上看，半導(dǎo)體二極體的物理結(jié)構(gòu)源負(fù)極發(fā)出的電子和回到正極的電子數(shù)是相等的普通的二極體，發(fā)生電子－空穴對(duì)的復(fù)合是由于能級(jí)差 Eg 因素，釋放的光子光譜不在可見(jiàn)光范圍內(nèi)。
都會(huì)因電阻的存在而消耗功率。所消耗的功率符合電子學(xué)的基本定律： 電子在二極體內(nèi)部的路途中。P ＝ I2 R ＝ I2 RN ＋＋ RP ＋ IVTH 式中： RN N 區(qū)體電阻 VTH PN 結(jié)的開啟電壓 RP P 區(qū)體電阻LED 依然是一隻半導(dǎo)體二極體。因此，消耗的功率發(fā)生的熱量為： Q ＝Pt 式中： t 為二極體通電的時(shí)間。實(shí)質(zhì)上。 LED 正向工作時(shí)，工作過(guò)程符合上面的敍述。所它所消耗的電功率為：
P LED = U LED I LED 式中： U LED LED 光源兩端的正向電壓 I LED 流過(guò) LED 電流電子在 P 區(qū)與空穴復(fù)合時(shí)釋放的能量，這些消耗的電功率轉(zhuǎn)化為熱量放出： Q ＝ P LED t 式中： t 為通電時(shí)間 實(shí)際上。并不是由外電源直接提供的而是由于該電子在 N 區(qū)時(shí)，沒(méi)有外電場(chǎng)時(shí)，能級(jí)就比 P 區(qū)的價(jià)電子能級(jí)高出 Eg 當(dāng)它達(dá) P 區(qū)后，與空穴復(fù)合而成為 P 區(qū)的價(jià)電子時(shí)，就會(huì)釋放出這麼多的能量。 Eg 大小是由資料自身決定的與外電場(chǎng)無(wú)關(guān)。外電源對(duì)電子的作用只是推動(dòng)它做定向移動(dòng)，并克服 PN 結(jié)的作用。
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