光能的產(chǎn)生一般都會(huì )伴隨熱量產(chǎn)生，燈泡在發(fā)光的過(guò)程中都會(huì )產(chǎn)生熱量，LED燈泡在發(fā)光的過(guò)程，就是個(gè)電能轉換成光能，在這個(gè)轉換過(guò)程中，不可能所有的電能都轉換成光能，根據能量守恒定律，剩余的一部分電能就會(huì )轉換成熱能。熱量產(chǎn)生到底有多少？決定于半導體發(fā)光二極管的發(fā)光效率。如果發(fā)光二級管的發(fā)光效率能到到40%或者50%，那么剩下的60%或50%的電能就會(huì )以其他形式轉換成熱能。在P-N結構的工作下，將電能經(jīng)過(guò)各種介質(zhì)轉換成我們肉眼可以見(jiàn)的光能。因此發(fā)光二極管的發(fā)光效率，要考慮到LED電路中電流的輸入率、LED芯片發(fā)光效率、芯片外部的光傳遞率等因素。

而隨著(zhù)LED燈泡的使用，LED芯片的穩定會(huì )升高，溫度升高會(huì )進(jìn)一步降低發(fā)光效率，導致更多的熱量產(chǎn)生，以至于產(chǎn)品一個(gè)惡性循環(huán)，產(chǎn)生更多的問(wèn)題。但是LED燈泡到底能產(chǎn)生多少熱量呢？

LED在發(fā)光的過(guò)程中，有物理學(xué)知識解釋?zhuān)琇ED的P-N結構中，在電場(chǎng)的作用下，很多游離的電子獲得了電能，從N區躍遷到P區，并且在P區發(fā)生復合，復合時(shí)游離的電子釋放多余的能量，這些能量以光子的形式釋放，這中間的能量差，就會(huì )轉換成熱能。

而在電子由一個(gè)N區進(jìn)入到另一個(gè)P區，中間的過(guò)程中會(huì )遇到電阻，也會(huì )做功，消耗一部分電能，消耗的這部分電能最終會(huì )轉換成光能。在物理學(xué)的解釋下，普通的二極體，在發(fā)生電子空穴對的復合是由于能級差Eg的因素，釋放的光子光譜不在可見(jiàn)光范圍內。

所消耗一部分的電能符合電子學(xué)的基本定律：

功率：P =I2 R =I2（RN ++RP ）+IVTH

式中：RN 是N 區體電阻，RP 是P 區體電阻。

消耗的功率產(chǎn)生的熱量為：

Q = Pt

式中：t 為二極體通電的時(shí)間。

本質(zhì)上，LED 依然是一個(gè)半導體二極體。因此，LED 在正向工作時(shí)，它的工作過(guò)程符合上面的描述。它所它所消耗的電功率為：

P LED = U LED &TImes; I LED

上式中：U LED 是LED 光源兩端的正向電壓

I LED 是流過(guò)LED 的電流。

這些消耗的電功率轉化為熱量放出：

Q=P LED &TImes; t

式中：t 為通電時(shí)間

但是實(shí)際上，電子從N區躍遷到P區，并在P區復合時(shí)，并不是將外部的電能直接轉換的，而是本來(lái)N區的電子能量就比P區高，只是在外電廠(chǎng)的作用下，推動(dòng)N區的電子向P區定向移動(dòng)，而電子在N區和P區本身的能量差，并不是外電廠(chǎng)提供的，這個(gè)能量差取決于LED的材料本身。所以在一定程度上，LED熱能的產(chǎn)生，其根本原因就是LED發(fā)光效率不高，使得電能沒(méi)有辦法高效的轉換成光能，才會(huì )導致多余的能量以熱能的形式釋放。所以現階段，我們要從根本上提高LED的發(fā)光效率，例如，通過(guò)提高LED芯片的封裝技術(shù)、LED電阻的合理使用、LED驅動(dòng)的高效使用等，來(lái)減少熱量的產(chǎn)生。