LED基本結(jié)構(gòu)是一個半導(dǎo)體的PN結(jié)。當電流流過LED器件時，PN結(jié)的溫度將上升，嚴格意義上說，就把PN結(jié)區(qū)的溫度定義為LED的結(jié)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(jié)溫。

　　當PN結(jié)的溫度(例如環(huán)境溫度)升高時，PN結(jié)內(nèi)部的雜質(zhì)電離加快，本征激發(fā)加速。當本征激發(fā)產(chǎn)生的復(fù)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(dǎo)體電阻率變化的影響更為嚴重，導(dǎo)致內(nèi)量子效率下降，溫度升高又導(dǎo)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(jié)上溫升更加快，最終溫升超過最大結(jié)溫，導(dǎo)致LED PN結(jié)失效，這是一個正反饋的惡性過程。

　　PN結(jié)上溫度升高，使半導(dǎo)體PN結(jié)中處于激發(fā)態(tài)的電子/空穴復(fù)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(jié)上溫度升高時，半導(dǎo)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)時會與晶格原子(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(jié)上溫度升高還會引起雜質(zhì)半導(dǎo)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(jié)溫度的影響，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(dǎo)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(jié)溫升而變化的原因。

　　綜上所述，LEN PN結(jié)上的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，嚴重時會導(dǎo)致LED失效，所以降低PN結(jié)溫升，是應(yīng)用LED的重要關(guān)鍵所在。