發(fā)光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發(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結附近數(shù)微米內分別與N區(qū)的電子和P區(qū)的空穴復合，產生自發(fā)輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時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，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數(shù)載流子與多數(shù)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。PN結加反向電壓，少數(shù)載流子難以注入，故不發(fā)光。當它處于正向工作狀態(tài)時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發(fā)出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。

LED燈還有一個的特點，就是反應的速度比較快。只要一接通電源，LED燈馬上就會亮起來。對比我們平時使用的節(jié)能燈，其反應速度更快，在打開傳統(tǒng)燈泡時，往往需要很長的時間才能照亮房間，在燈泡徹底的發(fā)熱之后，才能亮起來。 [3]

所謂的“干凈”不是指的燈表面以及內部的干凈，而是這個燈是屬于冷光源的，不會產生太多的熱量，不會吸引那些喜光喜熱的昆蟲。特別是在夏天，農村的蟲子會特別的多。

通信、信息處理和光耦合等應用要求LED有良好的方向性。適于光通信應用的兩種主要光源是高輻射度LED和半導體注入激光器。LED穩(wěn)定、可靠、壽命長、驅動電路簡單、功率對溫度不敏感，廣泛用作中、短距離（鐵路、電力、交通、公安等）光通信系統(tǒng)的光源。GaAlAs－GaAs面發(fā)光管的帶寬為10～20兆赫，適用于二次群光通信系統(tǒng)(可傳輸120路電話),傳輸距離大于5公里。GaAlAs-GaAs快速邊發(fā)光管帶寬50～100兆赫，適用于三級群光通信系統(tǒng)(可傳輸480路電話)，傳輸距離數(shù)公里。InGaAsP-InP LED可用于更長距離(大于10公里)的傳輸系統(tǒng)。此外，LED還用于信息處理、圖像傳輸、測距和傳感等方面。

原子、分子和某些半導體材料，能分別吸收和放出一定波長的光或電磁波。根據(jù)固體能帶論，半導體中電子的能量狀態(tài)分為價帶和導帶，當電子從一個帶中能態(tài)E1躍遷(轉移)到另一帶中的能態(tài)E2時，就會發(fā)出或吸收一定頻率(υ)的光。υ與能量差(ΔE=E2-E1)成正比，即