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。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發(fā)出的光的波長(zhǎng)越短。常用的是發(fā)紅光、綠光或黃光的二極管。發(fā)光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時(shí)串聯(lián)限流電阻以控制通過二極管的電流。

LED用作袖珍計(jì)算器。數(shù)字手表和電子儀表的數(shù)字顯示，一般為七段顯示。但對(duì)臺(tái)式計(jì)算器,更靈活的顯示方式（產(chǎn)生全文字-數(shù)字）是35點(diǎn)矩陣，其中LED裝成7×5陣列。35點(diǎn)矩陣價(jià)格較高、驅(qū)動(dòng)電路復(fù)雜，其應(yīng)用不及七段顯示器件廣泛。 　光耦合器件 　GaAs（或GaAsP）LED和Si－PN結(jié)探測(cè)器相結(jié)合，可以制成許多新型器件，進(jìn)行光-電和電-光的傳遞，通常稱為光耦合器件。熟知的是光耦合隔離器，它高速、可靠并可提供高至2.5千伏的電隔離。GaAsLED與Si晶體管相結(jié)合制成穿孔卡片或磁帶的光電子讀數(shù)頭，比鎢絲燈徑向分布可靠、穩(wěn)定、抗震和功耗小。采用光耦合器件的汽車點(diǎn)火裝置，省油、易起動(dòng)、工作平穩(wěn)。GaAlAs負(fù)阻發(fā)光二極管可用作發(fā)光開關(guān)、可控發(fā)光整流器和光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換等。

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