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照明耗电在各个国家的总发电量中占有较大的比例。我国照明耗电大体占全国总发电量的10％～12％。2008年我国全国的总发电量为34334亿KW·h(千瓦时)。照明耗电按全国年总发电量的10％计，达3433.4亿KW·h，为三峡水利发电工程建成年发电能力847亿KW·h的4.05倍。由此可见，节约照明用电具有重要意义。近年来高亮功率发光二极管(LED)开始取代传统的白炽灯和卤素灯，基于LED的固态照明正引发人类照明史上的又一次伟大革命。但LED作为照明产品的光源，其存在的主要问题是散热问题。由于发光二极管是把电能转化为光能的电致发光器件，其核心部分是由p型半导体和n型半导体组成的P-N结，正向偏压下注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。伴随着光能的输出，P-N结内阻的存在以及半导体薄膜材料引入的缺陷将在有源层中形成无辐射复合中心，当量子阱中的少数载流子进入有源层被其俘获后，都伴随着产生大量的热能，这就是导致LED失效和光衰的主要原因所在。对于大功率LED，由于功率密度较高，解决其散热问题显得尤为重要。
本论文围绕功率LED进行了深入的理论分析和实验研究，主要通过分析AlGaInP系和InGaN基材料特性、LED发光机理，从器件的结构及制作工艺着手研究了功率LED的热特性。主要研究工作可归纳如下：
1、在输入电流由100mA到1A的变化范围内，分别对AlGaInP系的红色、橙色LED及InGaN系的绿色、蓝色、白色LED光电学特征参数进行了测试，这些光电参数包括电光转换效率、辐射通量、光通量、发光效率、正向电压等，并详细分析了其变化趋势的内在机理。
2、在环境温度由15℃到80℃的变化范围内，分别对AlGaInP系的红色、橙色LED及InGaN系的绿色、蓝色、白色LED光电学特征参数进行了测试，这些光电参数包括电光转换效率、辐射通量、光通量、发光效率、正向电压等，并详细分析了其变化趋势的内在机理。
3、分别测试了电流和温度对1W、3W、5W白光功率LED光电学特征参数的影响，这些光电参数包括相关色温、色坐标、光通量、发光效率、显色指数和正向压降，并以光效为例分析了其随器件功率先减小后增大的原因。
4、研究了标准电学法测量结温和热阻的误差：加热电流的通电时间和大电流向小电流的切换速度会影响LED结温的测量值，分别以韩国三星和美国欧司朗公司的1W白光LED为样品进行了不同加热时间的结温测试，找到了较为合理的加热电流通电时间；在测试热阻方面，主要问题在于热功率难以确定，对此给出了积分热阻法和添加测试LED法两种修正措施。
5、对1W红色、橙色、绿色、蓝色、白色LED的结温和热阻特性进行了测试，对1W、3W、SW白光LED在额定电流下的结温和热阻进行了测试。对GaAs衬底、Si衬底、SiC衬底结构的1W功率LED的结温和热阻进行了变电流和变温试验。