半導(dǎo)體發(fā)光二極管的結(jié)構(gòu)公差沒有激光器那么嚴(yán)格，而且無諧振腔。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。

發(fā)光是物體內(nèi)部以某種方式儲(chǔ)存的能量轉(zhuǎn)化為光輻射的過程。發(fā)光物體的光輻射是材料中受激發(fā)的電子躍遷到基態(tài)時(shí)產(chǎn)生的。半導(dǎo)體（主要是元素周期表中Ⅲ族和Ⅴ族元素構(gòu)成的化合物半導(dǎo)體）發(fā)光二極管屬于電流激發(fā)的電致發(fā)光器件。

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