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別。

紅外發(fā)光二極管也稱紅外線發(fā)射二極管，它是可以將電能直接轉(zhuǎn)換成紅外光（不可見光）并能輻射出去的發(fā)光器件，主要應(yīng)用于各種光控及遙控發(fā)射電路中。 紅外發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)、原理與普通發(fā)光二極管相近，只是使用的半導(dǎo)體材料不同。紅外發(fā)光二極管通常使用砷化鎵（GaAs）、砷鋁化鎵（GaAlAs）等材料，采用全透明或淺藍(lán)色、黑色的樹脂封裝。 常用的紅外發(fā)光二極管有SIR系列、SIM系列、PLT系列、GL系列、HIR系列和HG系列等。

基于半導(dǎo)體材料的紫外發(fā)光二極管(UV LED)具有節(jié)能、環(huán)保和壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在殺菌消毒、醫(yī)療和生化檢測等領(lǐng)域有重大的應(yīng)用價(jià)值。近年來，半導(dǎo)體紫外光電材料和器件在全球引起越來越多的關(guān)注，成為研發(fā)熱點(diǎn)。 2018年12月9一12日，由中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所主辦的第三屆“國際紫外材料與器件研討會” (IWUMD一2018)在云南昆明召開，來自十二個(gè)國家的270余位代表出席了會議。本次會議匯聚了國內(nèi)外在紫外發(fā)光二極管材料和器件相關(guān)領(lǐng)域的多位的新研發(fā)成果報(bào)告。 [4]

PN結(jié)的端電壓構(gòu)成一定勢壘，當(dāng)加正向偏置電壓時(shí)勢壘下降，P區(qū)和N區(qū)的多數(shù)載流子向?qū)Ψ綌U(kuò)散。由于電子遷移率比空穴遷移率大得多，所以會出現(xiàn)大量電子向P區(qū)擴(kuò)散，構(gòu)成對P區(qū)少數(shù)載流子的注入。這些電子與價(jià)帶上的空穴復(fù)合，復(fù)合時(shí)得到的能量以光能的形式釋放出去。這就是PN結(jié)發(fā)光的原理。