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研究生: 辜哲顯
論文名稱: 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.
指導教授: 李雄略
口試委員: 張錦裕
陳志臣
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 動力機械工程學系
Department of Power Mechanical Engineering
論文出版年: 2012
畢業學年度: 100
語文別: 中文
論文頁數: 53
中文關鍵詞: 發光二極體量子井砷化鎵
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  • 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。


    目錄 I 圖表目錄 III 致謝 IV 摘要 V 符號說明 VI 第一章 緒論 1 1.1 前言 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究目的 5 第二章 理論分析 6 2.1 問題描述 6 2.2 電場之連續方程式與其邊界條件 7 2.3 活化層與p-GaN合併介面處理 11 2.4 熱場之熱傳導方程式與其邊界條件 11 2.5 無因次化 15 第三章 數值方法 19 3.1 網格系統 19 3.2 統御方程式與邊界條件之差分 19 3.3 計算方法 28 3.4 計算流程 29 3.5 模擬參數 30 3.6 網格設定 30 3.7 收斂標準 30 第四章 結果與討論 32 4.1 LED內部電位變化 32 4.2 LED內部溫度變化 33 4.3 LED中n-GaN在靠近活化層介面的電壓與溫度分佈 33 4.4 LED晶片之冷卻裝置與輸入電壓的影響 34 4.5 輸入電壓與冷卻裝置的關係 35 第五章 結論 37 參考文獻 38

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