浅谈EOS 对LED的影响

壹∣什么是电气过应力EOS

EOS：Electrical Over Stress 是指物体暴露在电流或电压，超出其最大上限值的过程。LED上施加的电流超过该LED规格书中规定的最大电流，超过其最大指定极限后，器件功能会减弱或损坏。任何一次EOS事件都可能导致LED损坏。这种损坏可以表现为LED器件立即失效（接合线熔断、芯片/齐纳击穿、烧毁等），也可能在发生EOS事件后许久后才失效。

贰∣产生过应力EOS的原因

>>静电放电(ESD)事件

静电实际是由电荷累积构成。静电积累的电压可高达一万多伏特，但静电功率不大，不会威胁生命。然而对于某些电子器件却可以致命，造成器件失效。LED中用GaN基构成的器件，由于是宽禁带半导体材料，它的电阻率较高。对于InGaN/GaN的蓝色光LED，其InGaN的有源层的厚度一般只有几十纳米。再者，这种LED 的两个正、负电极之间距离很小，若两端的静电电荷累积到一定值时，这一静电电压会将PN结击穿，使其漏电增大，严重时PN结击穿短路，造成LED失效。

>>瞬态过电流事件

发生瞬态过电流事件时，经过LED的电流将高于LED规格书中的最大额定电流，这可能是通过高电流直接产生或通过高电压间接产生的。这些事件均是瞬态的，也就是说它们发生的时间极短，通常不会超过1秒。有时它们也被称为浪涌或尖锋，如“电流尖锋”或“电压尖锋”。如果在LED接通电源或插入通电的电源(也称作“带电插拔”)时，立即产生过电流事件，这种过电流事件被称作“浪涌电流”。

>>LED过驱动（持续过电压/过电流）

LED持续受到大于额定工作电流的驱动，应尽量避免LED持续承受较大电流(远高于额定工作电流)，以免缩短LED使用寿命。

叁∣过度电性应力对LED的影响

>>潜在失效

检测遭受EOS事件的LED损坏可能比较困难。损坏通常不是直接灾难性，LED能够继续产生光，因此损坏未被察觉。但是，通过测量此类LED的正向和反向偏置电流，可以检测出LED电气参数的改变。例如 LED的反向电流在-5V时不小于1μA。受到EOS事件损坏的LED可能“渗漏”，并且其反向电流会增加（按绝对值计算）。换句话说，如果测量的反向电流为-10μA，则LED就会被视为“渗漏”。各类器件均对反向电流有特定限制。

>>灾难性失效

由于LED不再产生光，因此灾难性失效通常比较容易检测。但是在大型阵列中，单个失效的LED可能不会被注意到，在因EOS事件而发生灾难性失效的LED上。

>>接合线熔断、材料烧毁

因EOS而导致的其中一种常见失效模式是LED封装内部的接合线受损。这种损坏通常表现为接线烧毁或烧断。此外，EOS事件还能导致靠近接合线的其它材料损坏，例如密封材料。

芯片烧毁或是击穿，LED芯片不发光。

肆∣如何预防防护EOS

>>电源

❶确保交流电源配备了瞬态电压电流抑制器。

❷电源过压过流保护。

❸交流电源稳压器。

❹电源输出的电压电流与LED灯珠的相匹配，电源最大空载电压一般不超过灯珠输出电压的1.3倍。电源启动为软启动。

❺测试过程中确保不进行热切换。

❻测试过程中确保不出现峰值/低频干扰。

❼测试过程中确保正确设置测试参数（不会过压）。