發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個(gè)PN結(jié)組成，也具有單向?qū)щ娦?。?dāng)給發(fā)光二極管加上正向電壓后，從P區(qū)注入到N區(qū)的空穴和由N區(qū)注入到P區(qū)的電子，在PN結(jié)附近數(shù)微米內(nèi)分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復(fù)合，產(chǎn)生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導(dǎo)體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的電流。

發(fā)光二極管的核心部分是由P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體組成的晶片，在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有一個(gè)過渡層，稱為PN結(jié)。在某些半導(dǎo)體材料的PN結(jié)中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)載流子復(fù)合時(shí)會(huì)把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉(zhuǎn)換為光能。PN結(jié)加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當(dāng)它處于正向工作狀態(tài)時(shí)（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。

我們平時(shí)走在馬路上，會(huì)發(fā)現(xiàn)每一個(gè)LED組成的屏幕或者畫面都是變化莫測的。這說明LED燈是可以進(jìn)行高速開關(guān)工作的。但是，對(duì)于我們平時(shí)使用的白熾燈，則達(dá)不到這樣的工作狀態(tài)。在平時(shí)生活的時(shí)候，如果開關(guān)的次數(shù)過多，將直接導(dǎo) 致白熾燈燈絲斷裂。這個(gè)也是LED燈受歡迎的重要原因。 [3]

所謂的“干凈”不是指的燈表面以及內(nèi)部的干凈，而是這個(gè)燈是屬于冷光源的，不會(huì)產(chǎn)生太多的熱量，不會(huì)吸引那些喜光喜熱的昆蟲。特別是在夏天，農(nóng)村的蟲子會(huì)特別的多。

有的蟲子天性喜熱，白熾燈和節(jié)能燈在使用一段時(shí)間之后都會(huì)產(chǎn)生熱量，這個(gè)熱量正好是蟲子喜歡的，就容易吸引蟲子過來。這無疑會(huì)對(duì)燈表面帶來很多的污染物，而且，蟲子的排泄物還會(huì)使得室內(nèi)變得很臟。但是，LED燈是冷光源，不會(huì)吸引蟲子過來的，這樣，就不會(huì)產(chǎn)生蟲子的排泄物。所以說，LED燈更加的 “干凈”。 [3]

LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)實(shí)際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的小觀察角度。比如體育場館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對(duì)顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識(shí)別。

高亮度單色發(fā)光二極管和亮度單色發(fā)光二極管使用的半導(dǎo)體材料與普通單色發(fā)光二極管不同，所以發(fā)光的強(qiáng)度也不同。通常，高亮度單色發(fā)光二極管使用砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，亮度單色發(fā)光二極管使用磷銦砷化鎵（GaAsInP）等材料，而普通單色發(fā)光二極管使用磷化鎵（GaP）或磷砷化鎵（GaAsP）等材料。

基于半導(dǎo)體材料的紫外發(fā)光二極管(UV LED)具有節(jié)能、環(huán)保和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在殺菌消毒、醫(yī)療和生化檢測等領(lǐng)域有重大的應(yīng)用價(jià)值。近年來，半導(dǎo)體紫外光電材料和器件在全球引起越來越多的關(guān)注，成為研發(fā)熱點(diǎn)。 2018年12月9一12日，由中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所主辦的第三屆“國際紫外材料與器件研討會(huì)” (IWUMD一2018)在云南昆明召開，來自十二個(gè)國家的270余位代表出席了會(huì)議。本次會(huì)議匯聚了國內(nèi)外在紫外發(fā)光二極管材料和器件相關(guān)領(lǐng)域的多位的新研發(fā)成果報(bào)告。 [4]

LED全稱為半導(dǎo)體發(fā)光二極管，采用半導(dǎo)體材料制成的，以直接將電能轉(zhuǎn)化為光能，電號(hào)轉(zhuǎn)換成光信號(hào)的發(fā)光器件；其特點(diǎn)是功耗低、高亮度、色彩艷麗、抗振動(dòng)、壽命長（正常發(fā)光8-10萬小時(shí)）、冷光源等優(yōu)點(diǎn)，是真正的“綠色照明”。以LED為光源的燈飾產(chǎn)品在21世紀(jì)的將來，必然取代白織燈，成為人類照明的又一次革命。