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結溫與熱阻製約大功率發光二極管

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結溫與熱阻製約大功率發光二極管

發布日期:2015-01-26 00:00 來源: 點擊:

結溫與熱阻製約大功率發光二極管

發光二極管(Light Emitting Diode,LED)問世已有40 多年曆史,從1962 年的每隻LED 光通量僅有0. 001 Im 發展到現在的每隻超過120 Im,器件的工作電流從幾個毫安到目前超過1 000 mA。基於目前的半導體製造技術,LED 輸入功率中隻有大約5% ~ 10% 的能量轉化為光能,其他的則轉化為熱能。對於大功率器件來說,其輸入功率>1 W,而芯片尺寸則為1 mm X 1 mm ~ 2. 5 mm X2. 5 mm,芯片的功率密度很大,如何控製大功率LED 的熱能量,是LED 器件封裝和器件應用設計必須著重解決的核心問題。以前功率二極管、功率三極管、IGBT、MOSFET 的熱量可以通過安裝在儀器機殼板上的、尺寸幾乎不受限製的外部散熱

器散發出去,或在器件貼裝散熱器再安裝散熱風扇,主動散熱。但這些外部條件對大功率LED 應用來說幾乎是不存在的,由於功率LED 用於照明等場合,控製成本十分重要,同時功率LED 外部熱沉的尺寸也不允許太大,更不可能容許以加電風扇等方式主動散熱。因此,功率LED 的熱設計十分重要。如果LED 器件的熱係統設計不完善,從pn 結到LED 外部環境( 及空氣)的熱阻大,導致pn 結結溫過高,LED 芯片將快速劣化、器件壽命縮短。
 


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