市場上的LED是由Ⅲ-V族元素組成的化合物，如GaAs、GaP、GaAsP等， EP1K100FC256-3這些半導體材料在一定條件下具有發光特性。發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層PN結，因此具有一般PN結的伏安特性，如正向導通、反向截止、擊穿等特性。當P區接高電平時，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。

   電子從N區擴散（注入）到P區，而空穴從P區擴散到N區，擴散的結果將在半導體材料的PN結處形成一定高度的電子勢壘，阻止電子和穴進一步擴散，達到平衡狀態。當PN結外如一個正向偏置電壓，即P型材料接正極、N型材料接負極時，外電場形成的電流從LED陽極流向陰極，PN結勢壘降低，N區的電子將更多地注入到P區，P區的空穴更多地注入到N區，打破原來的平衡狀態。外電場激勵下的這些注入的電子和空穴在PN結相遇發生一定量的復合而發光。假設發光是在P區中發生的，那么注入的電子與價帶空穴

直接復合而發光，或者先被發光中心捕獲后，再與空穴復合發光。除發光復合外，還有些電子被非發光中心捕獲，而后再與穴復合，每次釋放的能量較小，也形成不了光而以熱的形式散失掉。發光的復合量相對于非發光復合量的比例越大，光量子效率越高。復合是在少子擴散區內發光的，僅在靠近PN結幾納米

的大小決定了發光的波長，目前半導體晶體能發出從紫外到紅外不同顏色的光，近年來產生的表面和邊緣發光技術，能改變波長和功率特性等性能指標。

   LED和普通二極管一樣具有單向導電的特性，這就決定了發光二極管必須使用直流電源或者單向脈動電源供電。LED有負溫度系數的勢壘電勢，發光二極管上施加的正向電壓低于某個電壓值（開啟電壓）時發光二極管不導電，但外加電壓一旦超過這一電壓值時發光二極管的電流就會隨著外加電壓的變化急劇增加，對外電路呈現很低的動態電阻，這一電壓值孰是發光二極管的勢壘電勢，不同顏色的發光管其勢壘電勢不同。