發(fā)光二極管，簡稱為LED，是一種常用的發(fā)光器件，通過電子與空穴復(fù)合釋放能量發(fā)光，它在照明領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。 [1] 發(fā)光二極管可地將電能轉(zhuǎn)化為光能，在現(xiàn)代社會(huì)具有廣泛的用途，如照明、平板顯示、醫(yī)療器件等。 [2] 這種電子元件早在1962年出現(xiàn)，早期只能發(fā)出低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，能發(fā)出的光已遍及可見光、紅外線及紫外線，光度也提高到相當(dāng)?shù)墓舛?。而用途也由初時(shí)作為指示燈、顯示板等； 隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，發(fā)光二極管已被廣泛地應(yīng)用于顯示器和照明。

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)。

可以在高速開關(guān)狀態(tài)工作 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。

LED燈內(nèi)部不含有任何的汞等重金屬材料，但是熒光燈中含有，這就體現(xiàn)了LED燈環(huán)保的特點(diǎn)。現(xiàn)在的人都十分重視環(huán)保，所以，會(huì)有更多的人愿意選擇環(huán)保的LED燈。 [3]

LED燈還有一個(gè)的特點(diǎn)，就是反應(yīng)的速度比較快。只要一接通電源，LED燈馬上就會(huì)亮起來。對比我們平時(shí)使用的節(jié)能燈，其反應(yīng)速度更快，在打開傳統(tǒng)燈泡時(shí)，往往需要很長的時(shí)間才能照亮房間，在燈泡的發(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(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。

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。

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