與傳統(tǒng)光源一樣，半導(dǎo)體發(fā)光二極管（LED）在工作過程中也會產(chǎn)生熱量，其產(chǎn)生的熱量取決于整體發(fā)光效率。在外部電能的作用下，電子和空穴的輻射復(fù)合產(chǎn)生電致發(fā)光。 PN結(jié)附近輻射的光也必須通過半導(dǎo)體介質(zhì)和芯片本身的封裝介質(zhì)才能到達(dá)外部（空氣）。結(jié)合芯片的電流注入效率、發(fā)射量子效率和外部光提取效率，只有30-40%的輸入電能最終轉(zhuǎn)化為光能，60-70%的剩余電能主要是由非輻射復(fù)合引起的晶格振動。這種形式轉(zhuǎn)換熱能。

飛利浦LED泛光燈的中心部分是PN  結(jié)。當(dāng)PN結(jié)復(fù)合時(shí)，電子和空穴直接將電能轉(zhuǎn)化為光能。然而，并非所有轉(zhuǎn)換后的光能都可以發(fā)射到LED  外部。 PN  結(jié)內(nèi)的吸收板和環(huán)氧樹脂/硅膠將其轉(zhuǎn)化為熱量。這種熱量對燈有巨大的副作用。如果熱量不能有效散發(fā)，LED  的溫度會隨著內(nèi)部溫度的升高而升高。溫度越高，LED的發(fā)光效率越低，LED的壽命越短。嚴(yán)重的情況下，LED芯片會立即失效。因此，散熱仍然是大功率LED  應(yīng)用的主要障礙。

熱量對LED燈具壽命的影響

一般來說，LED燈的穩(wěn)定性和質(zhì)量對于燈體的散熱非常重要。市場上的高亮度LED燈往往采用自然散熱，效果并不理想。 LED光源制成的燈具由光源、散熱結(jié)構(gòu)、驅(qū)動器和透鏡組成。因此，散熱也是重要的一環(huán)。如果LED不能很好地散熱，它的壽命就會受到影響。

熱管理是高亮度LED  應(yīng)用中的主要問題。

由于III  族氮化物的p  型摻雜受到Mg  受體溶解度和空穴初始能量較高的限制，因此在p  型區(qū)特別容易產(chǎn)生熱量，而這種熱量必須在散熱器.并穿過整個結(jié)構(gòu)； 飛利浦LED泛光燈器件的散熱路徑主要是熱傳導(dǎo)和熱對流。藍(lán)寶石襯底材料極低的熱導(dǎo)率會增加器件的熱阻，導(dǎo)致嚴(yán)重的自熱效應(yīng)，嚴(yán)重?fù)p害器件的性能和可靠性。

熱量對高亮度LED  的影響。

熱量集中在小芯片上，芯片溫度升高，導(dǎo)致熱應(yīng)力分布不均，芯片發(fā)光效率下降，熒光粉激光器發(fā)射效率下降；當(dāng)溫度超過一定值時(shí)，設(shè)備故障率會成倍增加。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，元件溫度每升高2C，可靠性就會降低10%。當(dāng)多個LED密集排列形成白光照明系統(tǒng)時(shí)，散熱問題就變得更加嚴(yán)重。解決熱管理問題已成為高亮度LED  應(yīng)用的先決條件。

芯片尺寸與散熱的關(guān)系。

提高飛利浦LED泛光燈亮度最直接的方法就是增加輸入功率。為了避免有源層飽和，pn結(jié)的尺寸必須相應(yīng)增加。增加輸入功率必然會增加結(jié)溫，降低量子效率。單管功率的增加取決于器件從pn結(jié)吸收熱量的能力，同時(shí)保持芯片上現(xiàn)有芯片的材料、結(jié)構(gòu)、封裝工藝、電流密度、條件和等效散熱尺寸。芯片和鍵合區(qū)的溫度會隨著溫度的升高而不斷升高。