（一）LED發光原理

發光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物 ，如GaAs（砷化镓） 、GaP（磷化镓） 、GaAsP（磷砷化镓）等半導體製成的 ，其核心是PN結 。因此它具有一般P-N結的I-N特性 ，即正向導通 ，反向截止 、擊穿特性 。此外 ，在一定條件下 ，它還具有發光特性 。在正向電壓下 ，電子由N區注入P區 ，空穴由P區注入N區 。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）複合而發光 ，如圖1所示 。

假設發光是在P區中發生的 ，那麽注入的電子與價帶空穴直接複合而發光 ，或者先被發光中心捕獲後 ，再與空穴複合發光 。除了這種發光複合外 ，還有些電子被非發光中心（這個中心介於導帶 、介帶中間附近）捕獲 ，而後再與空穴複合 ，每次釋放的能量不大 ，不能形成可見光 。發光的複合量相對於非發光複合量的比例越大，光量子效率越高 。由於複合是在少子擴散區內發光的 ，所以光僅在靠近PN結麵數μm以內產生 。

理論和實踐證明 ，光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料禁帶寬度Eg有關 ，即

λ≈1240/Eg（mm）

式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光） ，半導體材料的Eg應在3.26～1.63eV之間 。比紅光波長長的光為紅外光 。現在已有紅外 、紅 、黃 、綠及藍光發光二極管 ，但其中藍光二極管成本 、價格很高 ，使用不普遍 。

（二）LED的特性

1．極限參數的意義

（1）允許功耗Pm:允許加於LED兩端正向直流電壓與流過它的電流之積的最大值 。超過此值 ，LED發熱 、損壞 。

（2）最大正向直流電流IFm ：允許加的最大的正向直流電流 。超過此值可損壞二極管 。 

（3）最大反向電壓VRm ：所允許加的最大反向電壓 。超過此值 ，發光二極管可能被擊穿損壞 。 

（4）工作環境topm:發光二極管可正常工作的環境溫度範圍 。低於或高於此溫度範圍 ，發光二極管將不能正常工作 ，效率大大降低 。