具量子井之砷化鎵發光二極體之性能研究

Performance study on a GaN-based light emitting diode with quantum wells.

辜哲顯

指導教授 ： 李雄略

國立清華大學/工學院/動力機械工程學系/碩士(2012年)

https://doi.org/10.6843/NTHU.2012.00160

摘要

LED是近年來發展快速的研究課題之一，許多文獻引用Shockley方程式來描述LED內部p-n junction處之電流-電壓變化，但由於Multiple Quantum Well結構之LED出現，導致Shockley方程式可能已經不再適用於當今之LED。
本文參考其他文獻之實驗數據與適用於具有多重量子井結構之LED的Diode方程式，並將其應用至LED模型內進行數值模擬。藉由數值模擬，可以得到LED內部之電位分佈與溫度分佈，溫度、電壓、總功率和發光效率之間的關係。
根據本文之研究，可以得到在不同電壓與冷卻裝置下對同一顆LED晶片的模擬結果，之後只要改變材料參數即可對大量商用的LED進行模擬，除了可以減少對LED測試的成本外，也可以經由分析出的答案找出最符合經濟價值的LED，在本文的研究中發現冷卻裝置的強弱，在一開始的時候其效果十分顯著，當其冷卻裝置越來越強，反而對整個LED的影響並不是非常劇烈，而輸入電壓的大小對功率和發光效率的變化比較劇烈。一般來說，如果在同一個電壓下想增加其發光效率，那就要設法加強LED的冷卻裝置，但是，總功率卻會隨著冷卻裝置的加強而變小，而且在較強的冷卻裝置下在加強其冷卻效果，其效果不彰，因此要在這裡面做選擇。

關鍵字

發光二極體 ； 量子井 ； 砷化鎵

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LED ； GaN ； quantum wells ； light emitting diode

參考文獻

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