Vektrex JEDEC热性能测量照明系统热性能评估

Vektrex JEDEC热性能测量照明系统热性能评估

JEDEC 热性能

JEDEC 热测量方法定义了两大类测量技术:
一类是器件结温的测量
另一类是热阻的测定,包括从结点到外部某一参考点的热路径测量

这些热性能测量被广泛应用于:

使用 Vektrex SMU 可以进行哪些?

使用带有可选 BIAS 功能的 Vektrex 脉冲 SMU,可实现以下 LED 和激光器热测量


单颗 LED 或整灯的原位结温(Tj)测量

结温(Tj)是指 LED 或激光二极管半导体结点的工作温度。在工作状态下,半导体的结温通常高于周围环境温度,器件产生的热量会沿着一条路径向外传导,这条路径包括焊料(solder)、金属基板(MCPCB)以及散热器(heat sink)等封装结构组件。

这一过程如下图所示(原文中提到的示意图)。、

结温(Tj)对激光器或 LED 的长期可靠性有直接影响。原位结温越高,长期可靠性越低。当温度超过 150 °C 时,器件可能会立即失效。

Tj 还会影响 LED 和激光器的工作特性。例如,琥珀色 LED 的光输出会随着结温升高而显著下降。

LED 制造商通常会在特定结温条件下提供性能参数,同时给出降额系数(derating factors),用于计算在其他温度下的性能。产品设计人员会结合这些数据以及实际的原位测量结果,来验证产品是否能够满足其标称性能指标。

原位结温(In-situ Tj)是指器件(例如 LED)在实际工作环境中的结温。例如,这种工作环境可能是老化测试夹具(burn-in fixture)、封闭式灯具(enclosed luminaire),或其他任何器件安装使用的环境。

原位结温可以通过两种方式测量:

  • 直接测量:采用电学测试方法(ETM)
  • 间接测量:基于热路径的热阻估算

但通过热阻来估算 Tj 存在一定风险——如果实际结温判断不准确,产品可能会失效、性能不达标,或者被过度设计,从而增加不必要的成本。
Vektrex JEDEC热性能测量照明系统热性能评估

ETM 方法依赖于高占空比的加热电流,并快速切换到测量电流。在使用 ETM 时,典型的 LED 原位结温测量电流波形就体现了这种快速切换过程。


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