LED的热特性与PN结结温有密切关系。当电功率W=U_FI_F施加到LED的PN结上后，该电功率中有一部分会转变为热量，该热量不会随着所发出的光向外部辐射，因此LED被称为“冷光源”，但该热量必须有一个向外部散发的通道，否则该热量的聚集将会使PN结的温度快速上升导致LED无法正常工作。PN结向外散热的通道主要是银浆-LED壳体-散热基板-散热器等，大部分热量会经该通道散发到周围环境中去，建立新的热平衡后LED内部PN结处的温度即为结温。假设LED的总热阻R_J-A为PN结与LED壳体、壳体与基板、基板与环境之间的热阻之和，则LED的结温

T_J=T_A+R_J-AP （1-10）

式中，T_J为器件的PN结结温；T_A为环境温度；P为器件的热损耗功率。(www.daowen.com)

LED的工作过程中只有15%～25%的电能转换成光能，其余的电能几乎都转换成热能，即输入电功率的75%～85%将转化为热功率。小功率LED一般工作条件为10～20mA，热功率较小，故长时间工作时LED结温上升幅度也较小，可忽略不计。大功率LED一般工作条件为350mA、1W以上，热功率较大，如果散热不良，则器件结温会迅速上升，从而引发一系列问题。首先，结温升高直接减少芯片出射光子，使光效率降低，实验结果表明：在室温环境下，LED温度每升高1℃，光效下降1%，结温为85℃时的光输出约是25℃时的一半；其次，结温升高会导致芯片出射光线红移，色温质量下降，尤其对于蓝光LED激发黄色荧光粉的白光LED器件更为严重，其中荧光粉的转换效率也会随结温升高而降低；更严重的是，结温升高还会导致LED光衰加剧、器件寿命呈指数下降甚至直接导致LED器件损坏[4]。因此，一般LED的产品说明书中都会指明其最大允许结温（一般为125℃）以及工作温度范围，供散热设计时考虑。

为了保证LED正常工作，必须限制其结温不能超过上限并且一般留有一定余量。由式（1-10）可见，要控制结温，可以从降低环境温度、降低热功率、降低热阻三方面考虑。环境温度主要受LED灯具的使用环境限制。热功率主要由LED光电转化效率决定，这需要从LED芯片的制造材料、工艺、结构等方面来改进其复合发光效率。降低热阻的方法主要包括在光源器件级通过材料、结构的改进优化LED PN结到LED壳体之间的导热通道，如采用陶瓷基板、COB（Chip on Board）封装、金属固晶（锡膏固晶、金锡共晶）、微管道结构等，保证热量“导得出”；在灯具级通过散热技术提高LED壳体与环境之间的热交换效率，保证热量“散得掉”。