適用性：很小，每個單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環(huán)境。 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級， LED 燈的響應時間為納秒級。 對環(huán)境污染：無有害金屬汞。

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

半導體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差沒有激光器那么嚴格，而且無諧振腔。所以，所發(fā)出的光不是激光，而是熒光。LED是外加正向電壓工作的器件。在正向偏壓作用下，N區(qū)的電子將向正方向擴散，進入有源層，P區(qū)的空穴也將向負方向擴散，進入有源層。進入有源層的電子和空穴由于異質(zhì)結(jié)勢壘的作用，而被封閉在有源層內(nèi)，就形成了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布。這些在有源層內(nèi)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布的電子，經(jīng)躍遷與空穴復合時，將產(chǎn)生自發(fā)輻射光。

半導體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)簡單，體積小，工作電流小，使用方便，成本低，所以在光電系統(tǒng)中的應用極為普遍。在正向偏置下，半導體PN結(jié)或與其類似的結(jié)構(gòu)能夠發(fā)出可見光或近紅外光，這種把電能直接轉(zhuǎn)換為光能的器件稱為發(fā)光二極管，簡稱LED。

電致發(fā)光現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于1923年，當時并沒有引起人們的注意。隨著近代技術的發(fā)展，對發(fā)光器件提出了新的要求，希望發(fā)光管簡單、可靠、壽命長、價格低、小型化。所以自60年代開始電致發(fā)光的研究非常活躍。

此式稱為玻爾條件。式中h=6.626×10-34J·s。當發(fā)光二極管工作時，在正偏下，通常半導體的空導帶被通過結(jié)向其中注入的電子所占據(jù)，這些電子與價帶上的空穴復合，放射出光子，這就產(chǎn)生了光。發(fā)射的光子能量近似為特定半導體的導帶與價帶之間的帶隙能量。這種自然發(fā)射過程叫作自發(fā)輻射復合（圖1）。顯然，輻射躍遷是復合發(fā)光的基礎。注入電子的復合也可能是不發(fā)光的，即非輻射復合。在非輻射復合的情況下，導帶電子失去的能量可以變成多個聲子，使晶體發(fā)熱，這種過程稱為多聲子躍遷；也可以和價帶空穴復合，把能量交給導帶中的另一個電子，使其處于高能態(tài)，再通過熱平衡過程把多余的能量交給晶格，這種過程稱為俄歇復合。隨著電子濃度的提高，這種過程將變得更加重要。帶間躍遷時，輻射復合和非輻射復合的兩種過程相互競爭。有的發(fā)光材料表現(xiàn)為輻射復合占優(yōu)勢。