为什么LED,PN结上温度升高会引起它的光电参数退化？

这个问题要从半导体PN结的机理上去了解，PN结作为杂质半导体，在其工作过程中，同样存在杂质电离，本征激发，杂质散射和晶格散射等问题，从而使复合载流子转换成光子的数量和效能发生变化。当PN结上的温度（例如环境温度）升高时，PN结内部杂质电离加快，本征激发加速。当本征激发产生的复合载流子的浓度远远超过杂质浓度时，本征载流子的数量增大的影响较之迁移率减少听半导体电阴率变化的影响理为加重使内量子效率下降，温度升高又导致电阻下降，使同样IF下，VF降低。如果不用恒流源驱动LED，则VF下降将促使IF指数式增加，这个过程将使LED PN结上温升更加快，最终温升超过最大结温，而导致LED PN结失效，这是一个正反馈的恶性过程。
PN结上温度升高使半导体PN结中，处于激发态的电子—空穴从激发态跃迁到基态时会与晶格原子（或离子）交换能量，于是成为无光子辐射的跃进，LED的光学性能退化。理伦证明，无辐射跃迁的数量升呈指数上升的规律变化，并可以用式（73-1）表示：




式中：Ivo为PN结发生温升前的发光强度
△ E为LED PN结的激活能
K为玻尔兹曼常数
T为绝对温度
显然（73-1）式Iv(T)与T是指数关系。
另外，PN结上温度升高还会引起杂质半导体中电离杂质离子所形成的晶格场使离子能结裂变，能级分裂受PN结温度影响，这就意味着由于温度引响晶格振动，使其晶格场的对称性发生变化，从而引起能级分裂，导致电子跃迁产生的光谱发生变化，这就是LED发光波长随PN结温升而变化的原因。
综合上述，LED PN结上温升会引起它的电学、光学和热学性能的变化，过高的温升还会引起LED封装材料例如环氧，荧光粉等物理性能的变化，严重时导致LED失效，所以降低PN结温升，是应用LED的重要关键所在。