led芯片知識大解密-資料下載頁
2025-07-27 09:03本頁面
【正文】 的材料以及導電的銀膠等均存在一定的電阻值，這些電阻值相互壘加，構成LED的串聯(lián)電阻。當電流流過PN結時，同時也會流過這些電阻，從而也會產生焦爾熱，引起芯片溫度或結溫升高。由于LED芯片材料于周圍介相比，具有大得多的折射系數(shù)，致使芯片內部產生的大部分光無法順利地溢出界面，而在芯片與介質界面產生全反射，返回芯片內部并通過多次內部反射最終被芯片材料或襯底吸收，并以晶格振動的形式變成熱，促使結溫升高。 為什么LED PN結上溫度升高會引起它的光電參數(shù)退化? PN結作為雜質LED照明在其工作過程中，同樣存在雜質電離、本征激發(fā)、雜質散射和晶格散射等問題，從而使復合栽流子轉換成光子的數(shù)量和效能發(fā)生變化。當PN結的溫度(例如環(huán)境溫度)升高時，PN結內部雜質電離加快，本征激發(fā)加速。當本征激發(fā)產生的復合載流子的濃度遠遠超過雜質濃度時，本征載流子的數(shù)量增大的影響較之遷移率減小的LED照明電阻率變化的影響更為嚴重，導致內量子效率下降，溫度升高又導致電阻率下降，使同樣IF下，VF降低。如果不用恒流源驅動LED，則VF降將促使IF指數(shù)式增加，這個過程將使LED PN 結上溫升更加快，最終溫升超過最大結溫，導致LED PN結失效，這是一個正反饋的惡性過程。 PN結上溫度升高，使LED照明PN結中處于激發(fā)態(tài)的電子?空穴復合時從高能級向低能級躍遷時發(fā)射出光子的過程發(fā)生退化。這是由于PN結上溫度升高時，LED照明晶格的振幅增大，使振動的能量也發(fā)生增加，當它超過一定值時，電子?空穴從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時回與晶格原子(或離子)交換能量，于是成為無光子輻射的躍遷，LED的光學性能退化?！ ×硗?，PN結上溫度升高還會引起雜質LED照明中電離雜質離子所形成的晶格場使離子能級裂變，能級**受PN結溫度影響，這就意味著由于溫度影響晶格振動，使其晶格場的對稱性發(fā)生變化，從而引起能級**，導致電子躍遷時產生的光譜發(fā)生變化，這就是LED發(fā)光波長隨PN 結溫升而變化的原因?！ 【C合上述，LEN PN結上溫升會引起它的電學、光學和熱學性能的變化，過高的溫升還會引起LED封裝材料(例如環(huán)氧、熒光粉等)物理性能的變化，嚴重時導致LED失效，所以降低PN結溫升，是應用LED的重要關鍵所在。 為什么說提高光效可降低結溫? 通常將單位輸入電功率所產生的光能稱之為光電轉換效率簡稱光效。根據(jù)能量守恒定律，LED的輸入功率最終將通過光與熱兩種形式釋放出來，光效越高放出的熱量越少，LED芯片的溫升就越小，這就是提高光效可降低結溫的基本原理。 如何實現(xiàn)LED的調光、調色? 由于LED的發(fā)光強度IV(或光輻射通量)與它的工作電流IF在一定電流范圍內呈縣性關系，即隨著電流IF增大，IV也隨之增大，因此，改變LED的IF，就可以改變它的發(fā)光強度，實現(xiàn)調光?！ ∮缮葘W原理可以知道，如果將紅、綠、藍三原色作混合，在適當?shù)娜炼缺鹊慕M合下，理論上可以獲得無數(shù)種色彩，這就可以用三種發(fā)光波長的LED，只要具有例如：470nm(藍色)、525 nm(綠色)和620 nm(紅色)的三種波長的LED通過點亮和IF控制，就可以實現(xiàn)色彩的調控，即調色。 什么是靜電破壞?哪些類型的LED容易受靜電破壞導致失效? 靜電實際是由電荷累積構成。人們在日常生活中，特別是在干燥天氣環(huán)境中，當用手去觸摸門窗類物品時會感覺“觸電”，這就是門窗類物品靜電積累到一定程度時對人體的“放電”。對于羊毛織品、尼龍化纖物品，靜電積累的電壓可高達一萬多伏特，電壓十分高，但靜電功率不大，不會威脅生命，然而對于某些電子器件卻可以致命，造成器件失效?！ ED中用GN基構成的器件，由于是寬禁帶LED照明材料，它的電阻率較高，對于InGaN/AlGaN/GaN的雙異質結藍色光LED，其InGaN的有源層的厚度一般只有幾十納米，再由于這種LED的兩個正、負電極在芯片同一面上，之間距離很小，若兩端的靜電電荷累積到一定值時，這一靜電電壓會將PN擊穿，使其漏電增大，嚴重時PN結擊穿短路，LED失效。 正因為存在靜電威脅，對于上述結構的LED芯片和器件在加工過程中對加工廠地、機器、工具、儀器，包括員工服裝均要采取防靜電措施，確保不損傷LED。另外，在芯片和器件的包裝上也要采用防靜電材料。
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