LED作為一種新型的半導體光源己愈來愈受到業界的重視，LED燈和背光源己在多領域得到廣泛的應用，本文將介紹LED半導體光源的一些特點及相關熱管理（Thermalmanagement）的目的、要點、“熱歐姆定律”、熱流傳輸及節點溫度檢測分析方法、導熱石墨及鋁散熱器應用的對比的初步實驗結果，供讀者參考。

LED半導體光源的特點

與白熾燈、傳統日光燈及鹵素燈不同，LED半導體光源是用半導體材料制成的，由一PN結構成，空穴—電子對復合產生光，工作在PN結的正向，P區為正（陽）模壓電感極，N區為負（陰）極。LED半導體光源體積小、發光效率高，響應時間短、節能。此外，它還有傳統光源所沒有的特點：1.與一般PN結器件（如二極管）類似的特性：

●正向（forward）電壓必須超過一定的閾值才有電流；

●正向電壓和正向電流均為負溫度系數，隨溫度升高而減少；

●反向時，無電流不工作。

2.像所有半導體器件一樣其工作溫度要受以下一些因素的制約：

●結溫必須保持在額定值95?C～125?C以下（視發光器件而異），否則將引起失效；

●如表面有塑料透鏡的，還將受透共模電感器鏡材料熔點溫度的限制；

●LED的亮度與正向電流相關，而在結溫超過一定值后正向電流減小，亮度減弱。

通常LED的失效模式有二種可能：光衰變（Lightdegradation）和整體失效（Totalfailure）。當發射光降至其初始值的50％時發生光衰變；除超過允許最高結溫引起整體失效外，整體失效的發生還由于內部開路差模電感器所致，這包括：芯片與引線框架之間，芯片與鍵合絲之間，以及鍵合絲與引線框架之間等。失效原因之一是LDE樹脂玻璃透鏡超溫，再軟化，再冷卻后產生的應力使內部發生開路。

使用者了解這些特性十分重要，特別是其熱特性。這不禁使筆者想起當年晶體管取代電子管在電子電路中應用時的情景，由于作為半導體器件的晶體管對溫度的敏感性，在應用伊始，一些過去熟悉電子管應用的工程技術人員認為晶體管雖然有許多優點，但其可靠性不如電子管，然而新生事物的力量是不可阻擋的，隨著應用技術的進步，采用溫度補償和負反饋抑制溫度漂移和穩定工作點等方法，己使晶體管及半導體集成電路技術成為今天電子信息技術的核心技術。在光源技術領域，LED的應用技術也必將經歷如何揚長避短這一過程。

熱管理設計與“熱歐姆定律”

進行熱管理設計的目的是：

●確保器件在合適的條件下工作，以達到高可靠性；

●防止在超應力條件下驅動，延長LED的工作壽命；

●在最大可能電流下工作，以提高光輸出性能。

熱管理的要點是：通過導熱和散熱使LED工作溫度保持在合理的范圍內。通常依靠熱傳導將LED的熱量導向散熱片，再將“埋在”散熱片中的熱量散發出去，這一“導”一“散”非常重要，缺一不可，且散熱不僅要依靠傳導還要靠對流和輻射等方式。

在進行熱管理分析時，常用的基本定律是熱流定律即所謂“熱歐姆定律”。

在分析電流傳輸時，歐姆建立了眾所周知的歐姆定律即：U=RI，這里R為電阻，I為電流，U為電阻R兩端的電位差。而在熱流傳輸時有形式上與其相似形式的定律即：△T=RthPo也被一些應用者稱為“熱歐姆定律”(扁平型電感實際上此定律與歐姆無關)。

這里Rth表示熱阻，表征熱流傳輸的阻力。單位為?C/W；Po為熱流，即單位時間傳輸的熱量Po=Q(熱量)/t(時間)，量綱與功率相同。

△T表示熱流傳輸途中兩點間的溫差，即此兩點間熱阻上的溫差。

在檢測電子電路時我們常用萬用表檢測相關結點的電位和電位差即電壓。而在檢測熱流傳輸時則可用點溫計、熱電偶及及紅外熱像儀來檢測熱流傳輸路徑上相關節點的溫度及溫差。

在歐姆定律中，串聯電路中電流處處相等，而熱流傳輸則并不如此，在某些點會因為熱阻過大電感器市場而使熱流傳輸受阻，使熱量積聚。

用“熱歐姆定律”可以檢測和估算的有：

●類似于電路分析中建立等效電路，在熱流分析時亦可建立等效熱流路徑圖。

●檢測和估算LED結溫Tj；

●判別相關結點間的散熱效果，熱阻大??；

●估使用不同材質散熱器時LED工作狀態的優劣。

在熱流分析時有幾個重要的溫度結點分別是 大功率電感廠家 |大電流電感工廠