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单颗LED结点温度量测[3]

2010-5-31　　来源：中国照明网　　作者：房海明　　有7903人阅读

　　半导体结点(从IC中数以百万计的晶体管到实现高亮度LED的大面积复合结点)可能由于不断产生的热而在早期发生故障。当特征尺寸缩小且电流要求提高时，这将成为一个非常严重的问题，甚至正常操作也可能聚积热量，使结点温度升高。温度上升可能增加结点内的缺陷数量，从而导致器件的性能下降、生命周期缩短。

　　应用实例

　　在分析中，至少使用三个温度对近似值的任何差异进行检查。现在可以使用式(1)计算出这条直线的斜率(m)和截距：

　　TJ=(m × VF)+TO
　　TJ2-TJ1= m(VF2-VF1) (式1的点斜式)
　　m=(TJ2-TJ1)/( VF2-VF1) (2)

　　然后通过外推法计算出TO：

　　TJ2-TJ1=m(VF2-VF1) (式1的点斜式)

　　将VF2设为0，则式2则变为：
　　TJ2=TJ1-m VF1
　　这里的TJ2等于截距，或TO。
　　TO=TJ2=TJ1-mVF1
　　高亮度LED

　　这个例将开发一种新的高亮度LED裸片。该器件被设计成能比以前单元承载更多电流，还需确保较高的热流量以使结点温度最低。这将保证在一些要求更高的应用中，该器件具有足够长的使用寿命。

　　当连接LED裸片正极或负极的接合线断掉时，通常会发生LED故障。断线的常见原因是接合线的温度循环，这是由散热不足导致结点温度升高而引起的。

　　将LED裸片放置在恒温箱中并按照如前所述的测试计划进行测试，可得如下结果：温度为TJ1 (25°C )时，VF1=1.01V 温度为TJ2 (50°C )时，VF2= 0.78 V
　　 m=(50-25 )°C /(0.78-1.01)V=-108.70°C/V
　　TO=TJ1-mVF1=25°C-(-108.70°C/V)×(1.01V)=134.79°C

　　因此，描述该器件的结点温度与前向电压关系的一阶等式为：

　　TJ=(-108.70°C/V)×VF+134.79°C

　　现在，我们改变其它参数，如工作电流、环境温度和封装，并只测量VF就可确定实际的结点温度。

　　误差根源

　　测量误差的最大根源在于环境试验箱中测量温度的不确定性。这种测量通常采用热电偶，而热电偶的误差为±2°C甚至更高。将热敏电阻或者电阻温度检测器(RTD)[resistance temperature device]等更准确的热测量传感器放置在DUT附近，并且使用单独的数字万用表来测量温度，可提高测量的准确度。

　　当计算结点温度时，电压测量的不确定性也会增加误差。选择具有高准确性和分辨率的仪器进行电压测量是尽量减小这种误差的关键。

　　结点温度测量中的误差还将影响其它的热计算，如热阻抗和热电阻。因此，最小化这些误差的关键是获取准确的测量结果。

　　从这个测量半导体结点温度的简单方法中收集到的数据，可以被用来分析给定结点的热消耗、环境和源状态的效应。

　　LED光源结点温度的控制方法

一种LED光源结点温度的控制方法及制得的LED校准光源，属于光和辐射测量技术领域。其特征是：在某标定电流下对LED光源恒流供电，在对LED光源进行定标时记下其时的结电压，在LED工作时使其结电压保持在定标时的电压值，通过控制LED结电压的方式间接控制其结点温度。

　　据上述方法制得的LED校准光源，LED光源连接设置在散热座上，散热座与可控温制冷器配合连接，其特征在于LED光源的两只管脚引出后与恒流源、电压表相连。

　　上述LED标准光源，通过控制LED结电压的方式间接控制其结点温度，从而实现了LED结点温度的精确控制，使LED稳定工作，能快速方便地用于各类LED光度、色度和辐射度仪器及系统的精密校准。

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单颗LED结点温度量测[3]

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