LED的實質(zhì)性結(jié)構(gòu)是半導(dǎo)體PN結(jié)，核心部分由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)體之間有一個過渡層，稱為PN結(jié)。其發(fā)光原理可以用PN結(jié)的能帶結(jié)構(gòu)來做解釋。制作半導(dǎo)體發(fā)光二極管的半導(dǎo)體材料是重摻雜的，熱平衡狀態(tài)下的N區(qū)有很多遷移率很高的電子，P區(qū)有較多的遷移率較低的空穴。

在常態(tài)下及PN結(jié)阻擋層的限制，二者不能發(fā)生自然復(fù)合，而當給PN結(jié)加以正向電壓時，由于外加電場方向與勢壘區(qū)的自建電場方向相反，因此勢壘高度降低，勢壘區(qū)寬度變窄，破壞了PN結(jié)動態(tài)平衡，產(chǎn)生少數(shù)載流子的電注入[16]。空穴從P區(qū)注入N區(qū)，同樣電子從N區(qū)注入到P區(qū)，注入的少數(shù)載流子將同該區(qū)的多數(shù)載流子復(fù)合，不斷的將多余的能量以光的形式輻射出去。LED實際上是一種會發(fā)光的二極管，不同功率的LED會有不同的工作電壓和工作電流，要使它正常發(fā)光，必須符合它的工作條件，即:二極管正向接于電路中，端電壓和流經(jīng)二極管內(nèi)的電流不得大于正常的工作電流。一般的LED端電壓為2.5V，工作電流為20mA;1W的LED端電壓為3V，工作電流為350mA，還有3W、5W的LED，那要看這些器件的具體工作參數(shù)，使用大功率的LED最主要的注意事項就是散熱。