半導體發(fā)光二極管的結構公差沒有激光器那么嚴格，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散，進入有源層，P區(qū)的空穴也將向負方向擴散，進入有源層。進入有源層的電子和空穴由于異質結勢壘的作用，而被封閉在有源層內，就形成了粒子數(shù)反轉分布。這些在有源層內粒子數(shù)反轉分布的電子，經躍遷與空穴復合時，將產生自發(fā)輻射光。

發(fā)光是物體內部以某種方式儲存的能量轉化為光輻射的過程。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)時產生的。半導體（主要是元素周期表中Ⅲ族和Ⅴ族元素構成的化合物半導體）發(fā)光二極管屬于電流激發(fā)的電致發(fā)光器件。

原子、分子和某些半導體材料，能分別吸收和放出一定波長的光或電磁波。根據(jù)固體能帶論，半導體中電子的能量狀態(tài)分為價帶和導帶，當電子從一個帶中能態(tài)E1躍遷(轉移)到另一帶中的能態(tài)E2時，就會發(fā)出或吸收一定頻率(υ)的光。υ與能量差(ΔE=E2-E1)成正比，即