试述热阻在功率LED光源应用中的作用

大量实践表明，LED不能加大输入功率的基本原因是由于LED在工作过程中会放出大量的热，使管芯结温迅速上升，输入功率越高，发热效应越大，温度的升高将导致器件性能的变化与衰减，直至失效。减小LED温升效应的主要方法：一是设法提高器件的电光转换效率，使尽可能多的输入功率转变成光能；另一个重要途径是设法提高器件的热散失能力，使结温产生的热通过各种途径散发到周围环境中去。显然对于一个确定的LED，设法降低热阻是降低结温的主要途径。
实践指出，LED的热阻将严重影响器件的使用条件与性能。图84-1指出了具有不同热阻值的LED，极大正向电流随环境温度的变化。由此可见，对于确定的环境温度，热阻越小，所对应的极大正向电流就越大。这显然是由于，当热阻较小时，器件的散热能力较强，因此为达到器件的最大结温，器件工作在较大的正向电流。反之，如器件的热阻较大，器件散热不易，故在较小的正向电流下，LED即可达到最大结温。
图84-2指出了不同热阻的器件的光通量与正向电流的关系，由此可见，当热阻较小时，光通量几乎与正向电流成正比例增加，当热阻较大时，由于P-N结温的上升，当正向电流加大到某值时，光通量将趋于饱和，并随之逐渐下降。相应于确定的正向工作电流，热阻越小，器件对应的光通量就越大，这显然与较小的热阻使器件保持在一个较低的芯片温度有关。