LED的结构是什么样的?热会影响LED的结构吗?

本文中，小编将对LED予以介绍，如果你想对它的详细情况有所认识，或者想要增进对它的了解程度，不妨请看以下内容哦。

一、LED结构

发光二极管，简称为LED，是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，它在照明领域应用广泛。

发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。

这种电子元件早在1962年出现，早期只能发出低光度的红光，之后发展出其他单色光的版本，能发出的光已遍及可见光、红外线及紫外线，光度也提高到相当的光度。而用途也由初时作为指示灯、显示板等;

随着技术的不断进步，发光二极管已被广泛地应用于显示器和照明。

2023年5月，新加坡—麻省理工学院研究与技术联盟的科学家开发了世界上最小的LED。

50年前人们已经了解半导体材料可产生光线的基本知识，第一个商用二极管产生于1960年。LED是英文light emitting diode(发光二极管)的缩写，它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。

发光二极管的核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的晶片，在p型半导体和n型半导体之间有一个过渡层，称为p-n结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时(即两端加上正向电压)，电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

LED产品封装结构有多种，单个管芯一般构成点光源，多个管芯组装一般可构成面光源和线光源，作信息、状态指示及显示用，发光显示器也是用多个管芯，通过管芯的适当连接(包括串联和并联)与合适的光学结构组合而成的，构成发光显示器的发光段和发光点。表面贴装LED可逐渐替代引脚式LED，应用设计更灵活，已在LED显示市场中占有一定的份额，有加速发展趋势。固体照明光源有部分产品上市，成为今后LED的中、长期发展方向。

二、热对LED性能和结构的影响

(1) LED发光产生的热量和工作环境温度(Ta)有关, 将引起LED芯片结点温度Tj的变化, LED是温度敏感器件, 当温度变化时, LED的性能和封装结构都会受到影响, 从而影响LED的可靠性

(2) 热量集中在尺寸很小的LED芯片内, 若无有效排出热量, 芯片温度升高, 引起热应力的非均匀分布, 芯片发光效率和荧光粉激射效率下降

(3) 当LED芯片温度超过一定值时, 器件失效率呈指数规律增加, 统计数据表明, 组件温度每上升2℃,可靠性下降10%

(4) 当多个LED密集排列组成白光照明系统时, 热量的耗散问题更严重

(5) 热将影响LED驱动器的效率, 损害磁性组件及输出电容器等的寿命, 使LED驱动器的可靠度降低(一般半导体组件的工作温度需控制在80°C以下)

(6) 典型的LED由光学透明的环氧树脂封装, 温度升高到环氧树脂玻璃转换温度Tg时, 环氧树脂由刚性材料转换成弹性材料, 热膨胀系数(CTE)会有很大变化, 封装树脂在温度变化的过程中,膨胀和收缩加剧,这将导致金线(或铝线)键合点位移增大,金线(或铝线)过早疲劳和损坏,造成LED开路和突然失效, 为了避免LED突然失效, LED结点温度应该始终保持在封装树脂的Tg以下。

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