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LED PN结上温度升高为什么会引起它的光电参数退化

文字:[大][中][小] 手机页面二维码 2014/4/15     浏览次数:    

  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(例结上温升更快,最终温升超过最大结温,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—空穴复合时从高能级向低能级跃迁时发射出光子的过程发生退化。这是由于PN 结上温度升高时,半导体晶格的振幅增大,使振动的能量也发生增加,当它超过一定值时,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迁,LED的光学性能退化。理论证明,辐射跃迁的数量是随温升呈指数上升的规律变化,并可以用式(4-7 )来表示:
  由式(4-7 ),  IV(T)与T呈指数关系。
  另外,PN结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级裂变,能级裂变受PN结温度影响,这就意味着由于温度影响晶格振动,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。
  综合巨述,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。

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