LED的結(jié)構(gòu)是什么樣的?熱會影響LED的結(jié)構(gòu)嗎?

本文中，小編將對LED予以介紹，如果你想對它的詳細情況有所認識，或者想要增進對它的了解程度，不妨請看以下內(nèi)容哦。

一、LED結(jié)構(gòu)

發(fā)光二極管，簡稱為LED，是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應用廣泛。

發(fā)光二極管可高效地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。

這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當?shù)墓舛?。而用途也由初時作為指示燈、顯示板等;

隨著技術(shù)的不斷進步，發(fā)光二極管已被廣泛地應用于顯示器和照明。

2023年5月，新加坡—麻省理工學院研究與技術(shù)聯(lián)盟的科學家開發(fā)了世界上最小的LED。

50年前人們已經(jīng)了解半導體材料可產(chǎn)生光線的基本知識，第一個商用二極管產(chǎn)生于1960年。LED是英文light emitting diode(發(fā)光二極管)的縮寫，它的基本結(jié)構(gòu)是一塊電致發(fā)光的半導體材料，置于一個有引線的架子上，然后四周用環(huán)氧樹脂密封，起到保護內(nèi)部芯線的作用，所以LED的抗震性能好。

發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導體和n型半導體組成的晶片，在p型半導體和n型半導體之間有一個過渡層，稱為p-n結(jié)。在某些半導體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。這種利用注入式電致發(fā)光原理制作的二極管叫發(fā)光二極管，通稱LED。 當它處于正向工作狀態(tài)時(即兩端加上正向電壓)，電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關(guān)。

LED產(chǎn)品封裝結(jié)構(gòu)有多種，單個管芯一般構(gòu)成點光源，多個管芯組裝一般可構(gòu)成面光源和線光源，作信息、狀態(tài)指示及顯示用，發(fā)光顯示器也是用多個管芯，通過管芯的適當連接(包括串聯(lián)和并聯(lián))與合適的光學結(jié)構(gòu)組合而成的，構(gòu)成發(fā)光顯示器的發(fā)光段和發(fā)光點。表面貼裝LED可逐漸替代引腳式LED，應用設(shè)計更靈活，已在LED顯示市場中占有一定的份額，有加速發(fā)展趨勢。固體照明光源有部分產(chǎn)品上市，成為今后LED的中、長期發(fā)展方向。

二、熱對LED性能和結(jié)構(gòu)的影響

(1) LED發(fā)光產(chǎn)生的熱量和工作環(huán)境溫度(Ta)有關(guān), 將引起LED芯片結(jié)點溫度Tj的變化, LED是溫度敏感器件, 當溫度變化時, LED的性能和封裝結(jié)構(gòu)都會受到影響, 從而影響LED的可靠性

(2) 熱量集中在尺寸很小的LED芯片內(nèi), 若無有效排出熱量, 芯片溫度升高, 引起熱應力的非均勻分布, 芯片發(fā)光效率和熒光粉激射效率下降

(3) 當LED芯片溫度超過一定值時, 器件失效率呈指數(shù)規(guī)律增加, 統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明, 組件溫度每上升2℃,可靠性下降10%

(4) 當多個LED密集排列組成白光照明系統(tǒng)時, 熱量的耗散問題更嚴重

(5) 熱將影響LED驅(qū)動器的效率, 損害磁性組件及輸出電容器等的壽命, 使LED驅(qū)動器的可靠度降低(一般半導體組件的工作溫度需控制在80°C以下)

(6) 典型的LED由光學透明的環(huán)氧樹脂封裝, 溫度升高到環(huán)氧樹脂玻璃轉(zhuǎn)換溫度Tg時, 環(huán)氧樹脂由剛性材料轉(zhuǎn)換成彈性材料, 熱膨脹系數(shù)(CTE)會有很大變化, 封裝樹脂在溫度變化的過程中,膨脹和收縮加劇,這將導致金線(或鋁線)鍵合點位移增大,金線(或鋁線)過早疲勞和損壞,造成LED開路和突然失效, 為了避免LED突然失效, LED結(jié)點溫度應該始終保持在封裝樹脂的Tg以下。

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