Waarom wordt de LED-lampkorrel warm?

De reden waarom LED-lampjes warmte afgeven, is dat niet alle toegevoerde elektrische energie wordt omgezet in lichtenergie, maar dat een deel ervan wordt omgezet in warmte-energie. Als de lichtopbrengst van een LED-lamp 100 lm/W bedraagt, is het elektro-optisch omzettingsrendement slechts ongeveer 20 tot 30%. Met andere woorden: ongeveer 70% van de elektrische energie wordt omgezet in warmte-energie.

De junctietemperatuur van LED-lampchips wordt met name door twee factoren bepaald:

1. De interne kwantumefficiëntie is niet hoog, dat wil zeggen dat wanneer elektronen en gaten samensmelten, ze geen 100% fotonen kunnen produceren. Dit wordt doorgaans "lekstroom" genoemd, wat de recombinatiesnelheid van ladingsdragers in het PN-gebied vermindert. De lekstroom vermenigvuldigd met de spanning is het vermogen van dit deel, dat wil zeggen dat het wordt omgezet in warmte-energie, maar dit deel vormt niet de belangrijkste component, omdat de interne fotonrendement nu dicht bij 90% ligt.

2. Niet alle interne fotonen kunnen naar de buitenkant van de chip worden uitgestraald en uiteindelijk in warmte worden omgezet. Dit is de belangrijkste reden, want op dit moment bedraagt de zogenaamde externe kwantumefficiëntie slechts ongeveer 30%, en het grootste deel ervan wordt in warmte omgezet.