發(fā)光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）,、GaAsP（磷砷化鎵）等半導(dǎo)體制成的,，其核心是PN結(jié),。因此它具有一般P-N結(jié)的I-N特性，即正向?qū)?，反向截止,、擊穿特性。此外,，在一定條件下,，它還具有發(fā)光特性。在正向電壓下,，電子由N區(qū)注入P區(qū),，空穴由P區(qū)注入N區(qū)。進(jìn)入對方區(qū)域的少數(shù)載流子（少子）一部分與多數(shù)載流子（多子）復(fù)合而發(fā)光,，如圖1所示,。

假設(shè)發(fā)光是在P區(qū)中發(fā)生的，那么注入的電子與價(jià)帶空穴直接復(fù)合而發(fā)光,，或者先被發(fā)光中心捕獲后,，再與空穴復(fù)合發(fā)光。除了這種發(fā)光復(fù)合外,，還有些電子被非發(fā)光中心（這個中心介于導(dǎo)帶,、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復(fù)合,，每次釋放的能量不大,，不能形成可見光。發(fā)光的復(fù)合量相對于非發(fā)光復(fù)合量的比例越大,，光量子效率越高,。由于復(fù)合是在少子擴(kuò)散區(qū)內(nèi)發(fā)光的，所以光僅在靠近PN結(jié)面數(shù)μm以內(nèi)產(chǎn)生,。

理論和實(shí)踐證明,，光的峰值波長λ與發(fā)光區(qū)域的半導(dǎo)體材料禁帶寬度Ｅg有關(guān)，即λ≈1240/Eg（mm）式中Eg的單位為電子伏特（eV）,。若能產(chǎn)生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光）,，半導(dǎo)體材料的Eg應(yīng)在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光?，F(xiàn)在已有紅外、紅,、黃,、綠及藍(lán)光發(fā)光二極管，但其中藍(lán)光二極管成本,、價(jià)格很高,，使用不普遍,。