1,、單個led的流明效率與用LED作光源構成的燈具的流明效率異同

    針對某一個特定的LED，加上規(guī)定的正向偏置,，例如加上IF＝20mA正向電流后（對應的VF≈3.4V）,，測得的輻射光通量Φ＝1.2lm，則這個LED的流明效率為：

    η＝1.2lm×1000/3.4V×20mA＝1200/68≈17.6lm/W

    顯然,，對于單個LED,，如施加的電功率Pe＝VF×IF，那么在這個功率下測得的輻射光通量折算為每瓦的流明值即為單個LED的流明效率,。

    但是,，作為一個燈具，不論LED PN結上實際加上的功率VF×IF是多少,，燈具的電功率總是燈具輸入端口送入的電功率,，它包括了電源部分（如穩(wěn)壓器、穩(wěn)流源,、交流整流成直流電源部分等）所消耗的功率,。燈具中，驅(qū)動電路的存在使它的流明效率比測試單個LED的流明效率要下降,。電路損耗越大,，流明效率越低，因此,，尋找一種高效率的LED驅(qū)動電路就顯得極為重要,。

    2、藍光LED涂上特殊熒光粉構成白光LED后輻射光通量會比高出十幾倍

    從前面我們已經(jīng)知道白光LED是用什么方法制造出來的,，其中一種方法是在發(fā)藍光的LED芯片上涂上一層YAG熒光粉,，部分藍光光子激發(fā)YAG熒光粉，形成光?光轉換,，熒光粉被激發(fā)產(chǎn)生黃光光子,，藍色光與黃色光混合變成白色光，成為白光LED,。這種通過光?光轉換后不同波長的光的混合,，會使它的波譜變寬，白光LED一般具有比LED藍光波譜寬得多的波譜,。對于用藍光芯片加YAG熒光粉制成的白光LED,，與單色LED相比，人眼對它的視覺函數(shù)應當是各種波長成分視覺函數(shù)的積分平均值,，此值可以通過計算得到約為296lm,，即這種白光LED,，當發(fā)射出光功率1W的白光時，其輻射光通量約為296lm,，這個數(shù)值比發(fā)射光功率1W的藍色LED的輻射光通量41增大了7.2倍,。

    3、LED的結溫如何產(chǎn)生

    LED的基本結構是一個半導體的PN 結,。實驗指出,，當電流流過LED器件時，PN結的溫度將上升,，嚴格意義上說,，就把PN結區(qū)的溫度定義為LED的結溫。通常由于器件芯片均具有很小的尺寸,，因此我們也可把LED芯片的溫度視之為結溫,。

    窗口層襯底或結區(qū)的材料以及導電的銀膠等均存在一定的電阻值，這些電阻值相互壘加,，構成LED的串聯(lián)電阻,。當電流流過PN結時，同時也會流過這些電阻,，從而也會產(chǎn)生焦爾熱，引起芯片溫度或結溫升高,；由于LED芯片材料于周圍介相比,，具有大得多的折射系數(shù)，致使芯片內(nèi)部產(chǎn)生的大部分光無法順利地溢出界面,，而在芯片與介質(zhì)界面產(chǎn)生全反射,，返回芯片內(nèi)部并通過多次內(nèi)部反射最終被芯片材料或襯底吸收，并以晶格振動的形式變成熱,，促使結溫升高,。

    4、LED PN結上溫度升高會引起它的光電參數(shù)退化

    PN結作為雜質(zhì)半導體在其工作過程中,，同樣存在雜質(zhì)電離,、本征激發(fā)、雜質(zhì)散射和晶格散射等問題,，從而使復合栽流子轉換成光子的數(shù)量和效能發(fā)生變化,。當PN結的溫度（例如環(huán)境溫度）升高時，PN結內(nèi)部雜質(zhì)電離加快,，本征激發(fā)加速,。當本征激發(fā)產(chǎn)生的復合載流子的濃度遠遠超過雜質(zhì)濃度時，本征載流子的數(shù)量增大的影響較之遷移率減小的半導體電阻率變化的影響更為嚴重,，導致內(nèi)量子效率下降,，溫度升高又導致電阻率下降,，使同樣IF下，VF降低,。如果不用恒流源驅(qū)動LED,，則VF降將促使IF指數(shù)式增加，這個過程將使LED PN 結上溫升更加快,，最終溫升超過最大結溫,，導致LED PN結失效，這是一個正反饋的惡性過程,。

    PN結上溫度升高,，使半導體PN結中處于激發(fā)態(tài)的電子?空穴復合時從高能級向低能級躍遷時發(fā)射出光子的過程發(fā)生退化。這是由于PN結上溫度升高時,，半導體晶格的振幅增大,，使振動的能量也發(fā)生增加，當它超過一定值時,，電子?空穴從激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時回與晶格原子（或離子）交換能量,，于是成為無光子輻射的躍遷，LED的光學性能退化,。

    另外,，PN結上溫度升高還會引起雜質(zhì)半導體中電離雜質(zhì)離子所形成的晶格場使離子能級裂變，能級分裂受PN結溫度影響,，這就意味著由于溫度影響晶格振動,，使其晶格場的對稱性發(fā)生變化，從而引起能級分裂,，導致電子躍遷時產(chǎn)生的光譜發(fā)生變化,，這就是LED發(fā)光波長隨PN 結溫升而變化的原因。

    綜合上述,，LEN PN結上溫升會引起它的電學,、光學和熱學性能的變化，過高的溫升還會引起LED封裝材料（例如環(huán)氧,、熒光粉等）物理性能的變化,，嚴重時導致LED失效，所以降低PN結溫升,，是應用LED的重要關鍵所在,。

    5、提高光效可降低結溫

    通常將單位輸入電功率所產(chǎn)生的光能稱之為光電轉換效率簡稱光效,。根據(jù)能量守恒定律,，LED的輸入功率最終將通過光與熱兩種形式釋放出來，光效越高放出的熱量越少,，LED芯片的溫升就越小,，這就是提高光效可降低結溫的基本原理,。

    6、如何實現(xiàn)LED的調(diào)光,、調(diào)色

    由于LED的發(fā)光強度IV（或光輻射通量）與它的工作電流IF在一定電流范圍內(nèi)呈縣性關系,，即隨著電流IF增大，IV也隨之增大,，因此,，改變LED的IF，就可以改變它的發(fā)光強度,，實現(xiàn)調(diào)光,。

    由色度學原理可以知道，如果將紅,、綠,、藍三原色作混合，在適當?shù)娜炼缺鹊慕M合下,，理論上可以獲得無數(shù)種色彩,，這就可以用三種發(fā)光波長的LED，只要具有例如：470nm（藍色）,、525 nm（綠色）和620 nm（紅色）的三種波長的LED通過點亮和IF控制,，就可以實現(xiàn)色彩的調(diào)控，即調(diào)色,。

    7,、哪些類型的LED容易受靜電破壞導致失效

    靜電實際是由電荷累積構成。人們在日常生活中,，特別是在干燥天氣環(huán)境中，當用手去觸摸門窗類物品時會感覺“觸電”,，這就是門窗類物品靜電積累到一定程度時對人體的“放電”,。對于羊毛織品、尼龍化纖物品,，靜電積累的電壓可高達一萬多伏特,，電壓十分高，但靜電功率不大,，不會威脅生命,，然而對于某些電子器件卻可以致命，造成器件失效,。

    LED中用GN基構成的器件,，由于是寬禁帶半導體材料，它的電阻率較高,，對于InGaN/AlGaN/GaN的雙異質(zhì)結藍色光LED,，其InGaN的有源層的厚度一般只有幾十納米,，再由于這種LED的兩個正、負電極在芯片同一面上,，之間距離很小,，若兩端的靜電電荷累積到一定值時，這一靜電電壓會將PN擊穿,，使其漏電增大,，嚴重時PN結擊穿短路，LED失效,。

    正因為存在靜電威脅,，對于上述結構的LED芯片和器件在加工過程中對加工廠地、機器,、工具,、儀器，包括員工服裝均要采取防靜電措施,，確保不損傷LED,。另外，在芯片和器件的包裝上也要采用防靜電材料,。<