(3)
式中，为正向电压，为正向电流，为反向饱和电流，为电子电荷，
是玻尔兹曼常数，是串联电阻，是表征P/N结完美性的一个参量，处在1～2之间。
值随结温的升高而增大，导致正向
式(3)的右边只有反向饱和电流电压
与温度密切相关，
值的下降。实验指出，在输入电流恒定的情况下，对于一个确定的LED器件，两
端的正向压降与温度的关系可由式(4)表示：
(4)
式(4)中，与分别表示结温为与时的正向压降，
。
是压降
随温度变化的系数，一般在-1.5～-2.5mV/K 之间;
当电流固定时，温度升高，LED正向电压会下降。由于正向电压与温度的关系接近线性，所以大多LED热阻测试仪器利用LED的这一特性测量其热阻或结温。
六、温度过高会限制LED的最大注入电流
温度升高，材料的禁带宽度将减小，导致最大注入电流减小。
图3 Cree 3WXLampXP-E最大注入电流与结温的关系
另外，温度还会影响LED的配光曲线、色温及显色性。
温度影响透光材料折射率，会改变LED出光光线的空间分布，即配光曲线。
温度过高，蓝光波峰长移，荧光粉波峰变平坦而劣化，会导致LED色温偏高、显色性变差 [4]。
七、总结
大功率LED因发热量大，导致其工作温度偏高，性能急剧下降。只有深入了解LED的温度特性，开发低热阻的LED芯片及LED应用产品，才能真正体现LED的优越性。
典型的LED由光学透明的环氧树脂封装温度升高到环氧树脂玻璃转换温度Tg时，环氧树脂由刚性的、类似玻璃的固体材料转换成有弹性的材料。通常情况，在玻璃转换温度Tg，环氧树脂的热膨胀系数(CTE)会有很大变化，Tg位于热膨胀系数剧烈变化区域的正中间，见图2
为了避免LED突然失效，结温T应该始终保持在封装树脂的Tg以下。HP定义的最大结温T(max)就低于封装树脂的玻璃T，对于Super Flu×LEDs，T(max)=125℃。如果温度超过了T(max)，封装树脂的CTE将会发生很大变化，一个大的热膨胀系数(CTE)使得封装树脂在温度变化的过程中，膨胀和收缩加剧，这将导致金线(或铝线)键合点位移增大，金线(或铝线)过早疲劳和损坏。造成LED开路和突然失效。
结温也会影响到LED的主波长(颜色)。主波长随温度的变化关系可以表示如下： ??d(T2)=??d(T1)＋??Tj 0.1(nm/℃ )
其中
??d(T1)=结温T1时主波长 ??d(T2)=结温T2时主波长
有一个很容易记住的关系是结温每升高10℃，主波长增加1nm。因为红色LED汽车信号灯颜色的允许范围非常宽(大约为90nm)，在设计时颜色的变化不是很重要，但是，在设计黄色汽车信号灯时，必须考虑到颜色的漂移(根据地区规定的不同，黄色LED信号灯允许的波长范围在5-10nm)
1.3.2实验结果及分析
测得各照明装置的基板、翅片平均温度如表1所示。三种结构中由LED灯到铝基板的结构相同，即由LED芯片到铝基板的热阻是相等的，不等的是外部热沉到空气的热阻。所以，由铝基板的温度即可比较各结构中LED芯片Pn结的结温。由表1可知，结构Ⅲ的Pn结结温是最低的，此照明装置的散热是最佳的。Pn结结温由其外部热沉的二次散热决定，外部热沉的热阻由传导介质的热导率、肋片的表面总效率、空气的对流换热系数决定，三者都是越大越好。三种结构中，微热管的导热率是极高的，相互靠得很紧的薄肋片有效度是较大的，风扇运行后其对流换热系数是较大的。
表1：各照明装置平均温度分布
图7、8、9所示分别为结构Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的铝基板和翅片温度分布图，可以看出：（1）三种结构各自的铝基板和翅片温度分布基本一致，且翅片温度低于铝
（a）基板
（b）翅片
图7结构Ⅰ温度分布图
（a）基板
（b）翅片
图8结构Ⅱ温度分布图