在正向电压下,LED 从电源获取能量。在电场的驱动下,从N曲月前到P区克服了PN结的电场,这些电子与P区的空穴结合。由于漂移到P区的自由电子具有高于P区的价电子的能量,电子返回低能状态,多余的能量以光子的形式释放出来。光子的波长与能量差Eg有关。可以看出,发光区域主要在PN结附近,发光是电子和空穴结合释放能量的结果。半导体偶极子,电子在进入半导体区域和离开半导体区域的所有方式中都会遇到电阻。简单来说,半导体二极管的物理结构,原则上就是半导体二极管的物理结构。从源极和负极发射的电子等于返回正极的电子数。常见的偶极子,在电子空穴对的组合中,是由于微分Eg的因素,发射光谱不在可见光范围内。
在偶极子的路径中,由于电阻的存在,电子消耗功率。消耗的功率符合电子学的基本定律:
P=I2R=I2(RN++RP)+IVTH
在这个公式中:RN是N区域的身体阻力;VTH是PN结的开路电压;RP是P区的身体阻力
消耗功率产生的热量为:
Q=铂
在这个公式中,t是偶极子的电功率的时间。
从本质上讲,LED仍然是一种半导体二极管。因此,当LED向前工作时,其工作过程符合上述描述。它消耗的电力是:
PLED=ULED&TImes;伊莱德
在公式中:ULED是LED光源两端的正向电压;ILED是流过LED的电流。
消耗的电功率转换为热量释放:在这个公式中:t是功率时间。
Q=PLED&TImes;t
事实上,电子与P区空穴结合时释放的能量并不是由外部电源直接提供的,而是因为N区在没有外部电场的情况下,电子能级高于P区。电子的能级高于Eg。当它到达P区时,当它与空穴结合成为P区的价电子时,它会释放出如此多的能量。Eg的大小由材料本身决定,与外部电场无关。外部电源对电子的影响只是驱动它被定向并克服PN结。
LED的产热与光效无关;没有百分之几的电力产生光,其余百分之几的电力产生热关系。通过了解大功率LED的发热、热阻和结温的概念,推导出理论公式并测量热阻,我们可以研究大功率LED的实际封装设计、评估和产品应用。它是热管理的关键问题,在现阶段LED产品的发光效率不高,从根本上提高发光效率,以减少产生的热量是从根本上解决芯片制造、封装和LED应用产品技术方面需要发展的问题。
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