顏色：改變電流可以變色，發(fā)光二極管方便地通過(guò)化學(xué)修飾方法，調(diào)整材料的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙，實(shí)現(xiàn)紅黃綠蘭橙多色發(fā)光。如小電流時(shí)為紅色的 LED ，隨著電流的增加，可以依次變?yōu)槌壬?，黃色，后為綠色。

半導(dǎo)體發(fā)光二極管和半導(dǎo)體激光器類似，也是一個(gè)PN結(jié)，也是利用外電源向PN結(jié)注入電子來(lái)發(fā)光的。半導(dǎo)體發(fā)光二極管記作LED，是由P型半導(dǎo)體形成的P層和N型半導(dǎo)體形成的N層，以及中間的由雙異質(zhì)結(jié)構(gòu)成的有源層組成。有源層是發(fā)光區(qū)，其厚度為0.1～0.2μm左右。

半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差沒(méi)有激光器那么嚴(yán)格，而且無(wú)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(kuò)散，進(jìn)入有源層，P區(qū)的空穴也將向負(fù)方向擴(kuò)散，進(jìn)入有源層。進(jìn)入有源層的電子和空穴由于異質(zhì)結(jié)勢(shì)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(fù)合時(shí)，將產(chǎn)生自發(fā)輻射光。

半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(yīng)用極為普遍。在正向偏置下，半導(dǎo)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(jiǎn)稱LED。

電致發(fā)光現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)于1923年，當(dāng)時(shí)并沒(méi)有引起人們的注意。隨著近代技術(shù)的發(fā)展，對(duì)發(fā)光器件提出了新的要求，希望發(fā)光管簡(jiǎn)單、可靠、壽命長(zhǎng)、價(jià)格低、小型化。所以自60年代開始電致發(fā)光的研究非?；钴S。

原子、分子和某些半導(dǎo)體材料，能分別吸收和放出一定波長(zhǎng)的光或電磁波。根據(jù)固體能帶論，半導(dǎo)體中電子的能量狀態(tài)分為價(jià)帶和導(dǎo)帶，當(dāng)電子從一個(gè)帶中能態(tài)E1躍遷(轉(zhuǎn)移)到另一帶中的能態(tài)E2時(shí)，就會(huì)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

LED的結(jié)構(gòu)依應(yīng)用和材料摻雜情況而異。用于可見光指示和顯示方面的LED,要求結(jié)構(gòu)佳化以獲得率；用于光通信方面的LED,需要有高輻射度以把大功率耦合入纖維，還希望有較大的調(diào)制能力。用作指示燈和顯示器的LED的基本結(jié)構(gòu)見圖2。

光通信用 LED的發(fā)射波長(zhǎng)在光纖呈現(xiàn)低損耗的窗口區(qū)。0.8～0.9微米的GaAlAs-GaAs發(fā)光管和1.3～1.6微米的InGaAsP-InP發(fā)光管,波長(zhǎng)分別落在石英纖維的和第二個(gè)透明窗口。為了與纖維耦合,光可以從LED的一面或一邊提取。

在低壓(低于2伏)、小電流（幾十毫安至200毫安）下工作,功耗小、體積小、可直接與固體電路連接使用；穩(wěn)定、可靠、壽命長(zhǎng)(105～106小時(shí))；調(diào)制方便，通過(guò)調(diào)制LED的電流來(lái)調(diào)制光輸出;光輸出響應(yīng)速度比較快（1～100兆赫）；價(jià)格便宜。 　應(yīng)用　LED可用作指示燈、文字-數(shù)字顯示、光耦合器件、光通信系統(tǒng)光源等。 LED光通量的計(jì)算 φ=2πì（1-cos?α）