一、引言

　　LED的发光原理是在半导体的禁带中，电子和空穴对的辐射复合。但是注入LED器件的电能中，仅有约15%的电子和空穴为辐射复合，发出光子，而大约85%的电能则转化为热能。LED的热性能直接影响其发光效率、波长、正向压降、反向击穿电流和器件的使用寿命等。传统的Φ3mm和Φ5mm的LED器件由于驱动电流小、发热少，热性能影响不显著，近年来，随着功率型LED器件的迅速发展，LED热性能的影响越来越明显，受到人们的普遍关注。

　　二、LED热性能

　　LED的热性能参数主要是指结温和热阻。LED的结温是指PN结的温度，LED的热阻一般是指PN结到壳体表面之间的热阻。结温是直接影响LED的工作特性的参数，热阻则是表示LED散热性能好坏的参数。如图1所示，Tj为结温度，Ta为环境温度，Tb为支架某点温度，Rthba为支架某点到环境之间的热阻，Rthjb为PN结到支架某点的热阻，Rthja为PN结到环境之间的热阻。

图1：LED的结温和热阻

　　三、不同条件的LED

　　结温高低受到环境温度、工作电流的影响。因此，改变LED的工作电流和环境温度可以分析LED的热性能对LED的影响。

　　利用标准LED测试系统，可以分析电流和环境温度对LED工作特性的影响，以某功率性白光LED为例，被测试样的额定工作电流是350mA。

图2：测试系统框图

　　1. 电流因素

　　将恒温座温度设为5℃，改变LED的工作电流可以测得不同电流下的LED工作特性，如表1所示。

表1：不同工作电流下的LED特性

图3：不同电流下的LED相对光谱分布特

　　依据测试结果，可以发现不同电流不仅改变被测LED的光输出量，同时也改变色度、效率等。尽管隧工作电流增大，被测LED的光输出增大，但其显色指数和照明效率却逐渐下降，而其发光效率与和光电转换效率也不是在电流值最大的情况下效率最高。由此可见，我们应该依据实际需要来设定LED的工作电流，对于需要增大光输出的需求，电流越大越好，但是从环保节能的角度出发，我们应该选择发光效率最高的工作电流。

　　2. 温度因素

　　设定LED的工作电流为350mA，改变恒温座温度可以得到不同环境温度下LED的工作特性，如表2所示。

　　由表2可知：温度越高，被测LED的工作电压越小，光通量、光功率、发光效率、光电转换效率都逐渐减小，仅显色指数逐渐提高。

　　四、结论

　　根据以上测试结果可知，LED的热性能对LED具有显著影响，在测量中必须对LED的温度进行严格控制，才能使测量结果具有可比性，同时测量结果对LED的研制具有参考价值。