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。

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)。

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(cè)的。這說明LED燈是可以進(jìn)行高速開關(guān)工作的。但是，對(duì)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，但是白熾燈中含有，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。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(duì)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。
LED發(fā)光強(qiáng)度是表征它在某個(gè)方向上的發(fā)光強(qiáng)弱，由于LED在不同的空間角度光強(qiáng)相差很多，隨之而來我們研究了LED的光強(qiáng)分布特性。這個(gè)參數(shù)實(shí)際意義很大，直接影響到LED顯示裝置的小觀察角度。比如體育場(chǎng)館的LED大型彩色顯示屏，如果選用的LED單管分布范圍很窄，那么面對(duì)顯示屏處于較大角度的觀眾將看到失真的圖像。而且交通標(biāo)志燈也要求較大范圍的人能識(shí)別。
普通單色發(fā)光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、響應(yīng)速度快、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅(qū)動(dòng)點(diǎn)亮。它屬于電流控制型半導(dǎo)體器件，使用時(shí)需串接合適的限流電阻。普通單色發(fā)光二極管的發(fā)光顏色與發(fā)光的波長有關(guān)，而發(fā)光的波長又取決于制造發(fā)光二極管所用的半導(dǎo)體材料。紅色發(fā)光二極管的波長一般為650～700nm，琥珀色發(fā)光二極管的波長一般為630～650nm ，橙色發(fā)光二極管的波長一般為610～630nm左右，黃色發(fā)光二極管的波長一般為585nm左右，綠色發(fā)光二極管的波長一般為555～570nm。