LED發熱的原因
與傳統光源一樣，半導體發光二極體 (LED) 在工作期間也會產生熱量，這取決於整體發光效率。 在外加電能的作用下，電子和電洞的輻射複合產生電致發光，PN結附近輻射的光需要穿過晶片本身的半導體介質和封裝介質才能到達外部（空氣）。 綜合電流注入效率、輻射發光量子效率、晶片外部光提取效率等，最終只有30-40%的輸入能量轉換為光能，其餘60-70%的能量主要發生在非光能中。點陣振動轉換熱。
晶片溫度的升高會增強非輻射複合體，進一步削弱發光效率。 因為人們主觀上認為高功率LED沒有熱量，事實上確實如此。 大量的熱量很容易在使用過程中造成許多問題。 另外，許多第一次使用高功率LED的人並不了解如何有效解決散熱問題，使得生產可靠性成為主要問題。 那麼這裡有一些問題讓我們思考：LED是否會產生熱量？ 它能產生多少熱量？ LED 會產生多少熱量？
在LED的正向電壓作用下，電子會從電源獲取能量。 在電場的驅動下，PN結的電場被克服，發生從N區到P區的轉變。 這些電子與 P 區的電洞複合。 由於漂移到P區的自由電子比P區的價電子具有更高的能量，因此電子在複合過程中回到低能態，多餘的能量以光子的形式釋放出來。 發射光子的波長與能量差Eg有關。 可以看出，發光區域主要在PN結附近，發光是電子與電洞複合釋放能量的結果。 在半導體二極體中，電子在從半導體區域到半導體區域的整個旅程中都會遇到阻力。 簡單地從原理上來說，半導體二極體的物理結構簡單地來說，從原理上來說，半導體二極體從負極發射的電子數量和返回到正極的電子數量是相等的。 普通二極體，當發生電子電洞對複合時，由於能階差Eg的因素，釋放的光子光譜不在可見光範圍內。
在二極體內部的途中，電子會因為電阻的存在而消耗功率。 消耗的功率符合電子學的基本定律：
P = I2 R = I2 (RN + + RP) + IVTH
註：RN為N區人體電阻
VTH為PN結的導通電壓
RP 是 P 區的體電阻
消耗功率產生的熱量為：
Q = 鉑
其中：t是二極體通電的時間。
從本質上來說，LED仍然是一個半導體二極體。 因此，當LED正向工作時，其工作過程符合上述描述。 其消耗的電能為：
P LED = U LED × I LED
其中：U LED 是 LED 光源的正向電壓
I LED 是流經 LED 的電流
消耗的電能轉化為熱並釋放：
Q＝P LED × t
註：t為上電時間
事實上，電子與P區電洞複合時釋放的能量並不是由外部電源直接提供的，而是由於電子在N區，當沒有外部電場時，其能階更高與 P 區相比。 價電子能階高於Eg。 當它到達P區並與電洞複合成為P區的價電子時，就會釋放出如此多的能量。 Eg的大小由材料本身決定，與外部電場無關。 外部電源對電子的作用是推動其定向運動並克服PN結的作用。
LED產生的熱量與光效無關； 多少百分比的電能產生光與剩餘百分比的電能產生熱量之間沒有關係。 透過對高功率LED發熱、熱阻和結溫概念的理解以及理論公式和熱阻測量的推導，我們可以研究高功率LED的實際封裝設計、評估和產品應用。 需要注意的是，熱管理是現階段LED產品發光效率較低的關鍵問題。 從根本上提高發光效率減少熱能的產生是釜底抽薪。 這就需要晶片製造、LED封裝和應用產品開發。 各方面技術進步。
