目前，主流LED芯片是以AlGaN／GaN量子阱为发光层、蓝宝石（Al3O2）为衬底的正装芯片，其发光波长为450～470 nm的蓝光，封装在黄色荧光粉内部，便发出白光，用于普通照明。LED芯片包围在封装胶和荧光粉内部，由于封装胶和荧光粉的热导率比较低［一般为0.2W／（m·℃）］，所以芯片的顶部和周围可以近似认为绝热条件。热量沿芯片底部传导。

通过上面分析，可知LED正装芯片的热流通道如图4-1a所示。芯片发出的热量流经发光层（AlGaN／GaN量子阱，也称为Active Layer，简称al），由于N-GaN面积略大一些，热量扩散到N-GaN层，除了传导热阻外还应存在一个扩散热阻。N-GaN层和GaN低温缓冲层热性质类似，可以作为一层热阻来处理。热量流经N-GaN后到达蓝宝石衬底，经蓝宝石衬底到达芯片底部。因此，分析可知流入芯片的热阻网络可以用图4-1b中的热阻网络表示。芯片总热阻可表示为：

图4-1　正装LED结构示意图及热阻模型

A—蓝宝石衬底；B—GaN缓冲层；C—N-GaN；D—发光层；E—P-GaN；F—透明导电层；G—P电极；
H—N电极；I—芯片长度；J—芯片宽度；K—芯片厚度；L—电极；M—P电极直径；N—N电极直径

式中　Rth-chip——芯片总热阻；

Ral——活动层热阻；

Rsp——扩散热阻；(www.daowen.com)

RN——GaN层热阻；

Rsb——蓝宝石衬底热阻。

表4-1　典型1W GaN基芯片各层尺寸及热导率

表4-1为经典的1W GaN基正装芯片的各层尺寸，根据第2章热传导的基本知识，可以计算出式（4-1）中各电阻的阻值。具体计算过程可参考表4-2。

表4-2　GaN基芯片各层热阻计算公式及计算结果

由表4-2热阻计算值可知，发光层和N-GaN层厚度较小，本身热导率较高，所以热阻值非常小。因此在一般计算芯片热阻时，仅需考虑蓝宝石衬底的热阻和扩散热阻即可，其热阻模型也可以简化为图4-1b中右边的形式。