四、温度对LED发光波长(光色)的影响

　　LED的发光波长一般可分成峰值波长与主波长。峰值波长即光强最大的波长，而主波长可由X、Y色度坐标决定，反映了人眼所感知的颜色。显然，结温所引致的 LED发光波长的变化将直接造成人眼对LED发光颜色的不同感受。对于一个LED器件，发光区材料的禁带宽度值直接决定了器件发光的波长或颜色。温度升高，材料的禁带宽度将减小，导致器件发光波长变长，颜色发生红移。

　　通常可将波长随结温的变化表示为式(2)：

　　其中:表示结温T1时的波长(nm);表示结温T2时的波长(nm);K表示波长随温度变化的系数，一般在0.1～0.3nm/K之间;。

　　五、温度对LED正向电压的影响

　　正向电压是判定LED性能的一个重要参量，其大小取决于半导体材料的特性、芯片尺寸以及器件的成结与电极制作工艺。相对于20mA的正向电流通常InGaAlP LED的正向电压在1.8～2.2V之间，InGaN LED的正向电压处在3.0～3.5V之间。在小电流近似下，LED器件的正向压降可由式(3)表示：

　　　(3)

　　式中，Vf为正向电压，If为正向电流，I0为反向饱和电流，q为电子电荷，k是玻尔兹曼常数，Rs是串联电阻，n是表征P/N结完美性的一个参量，处在 1～2之间。式(3)的右边只有反向饱和电流I0与温度密切相关，I0值随结温的升高而增大，导致正向电压Vf值的下降。实验指出，在输入电流恒定的情况下，对于一个确定的LED器件，两端的正向压降与温度的关系可由式(4)表示：

　　(4)

　　式(4)中，与分别表示结温为T2与T1时的正向压降，K是压降随温度变化的系数，一般在-1.5～-2.5mV/K 之间;。

　　当电流固定时，温度升高，LED正向电压会下降。由于正向电压与温度的关系接近线性，所以大多LED热阻测试仪器利用LED的这一特性测量其热阻或结温。

　　六、温度过高会限制LED的最大注入电流

　　温度升高，材料的禁带宽度将减小，导致最大注入电流减小。

图3 Cree 3WXLampXP-E最大注入电流与结温的关系

　　另外，温度还会影响LED的配光曲线、色温及显色性。

　　温度影响透光材料折射率，会改变LED出光光线的空间分布，即配光曲线。

　　温度过高，蓝光波峰长移，荧光粉波峰变平坦而劣化，会导致LED色温偏高、显色性变差。

　　七、总结

　　大功率LED因发热量大，导致其工作温度偏高，性能急剧下降。只有深入了解LED的温度特性，开发低热阻的LED芯片及LED应用产品，才能真正体现LED的优越性。