LED灯发热原因的剖析及其计算公式的分析

　　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。