半導(dǎo)體硅不是單向?qū)щ娦?，P-N結(jié)才有單向?qū)щ娦?。而P-N結(jié)要用到硅做主要材料。

先看二極管的原理。

二極管有一個(gè)P結(jié)和一個(gè)N結(jié)構(gòu)成，其中P結(jié)摻雜(比如加入硼)，另一個(gè)摻其他不同的雜質(zhì)雜(比如磷)，將兩個(gè)結(jié)的材料健和連接起來(lái)就形成了P-N結(jié)，也就是二極管。這樣電子就能從摻雜的一邊經(jīng)過(guò)先，在電場(chǎng)力的作用下，穿過(guò)另一個(gè)摻雜的一邊。形成回路。但不能從另一個(gè)摻雜的一邊先過(guò)。于是就形成了單向?qū)щ娦?。這就是二極管原理。

發(fā)光二極管，就是在P-N結(jié)中介入了一層活性物質(zhì)。LED發(fā)光就靠這層活性物質(zhì)。當(dāng)電子從一個(gè)結(jié)出來(lái)時(shí)，大部分電子會(huì)掉到地能帶。而出于不穩(wěn)定激發(fā)態(tài)的活性物質(zhì)的活性原子。獲得電子的能量后放出光子。放出N多光子后，這時(shí)宏觀上就看到LED發(fā)光了。

是一個(gè)電能轉(zhuǎn)化成光能的過(guò)程。

發(fā)光二極管簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)ED，是通過(guò)電子和空穴的復(fù)合發(fā)射能量發(fā)射而在照明領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的一般發(fā)光元件。發(fā)光二極管可以有效地將電能轉(zhuǎn)換成光能，在現(xiàn)代社會(huì)中有照明、平板顯示、醫(yī)療設(shè)備等廣泛的用途。

該電子部件于1962年登場(chǎng)，初期只發(fā)射低光度的紅光，之后發(fā)展出其他單色光的版本，能發(fā)光的光擴(kuò)展到可見(jiàn)光、紅外線、紫外線，光度也提高了很多。用途也在初期時(shí)作為燈、顯示板等。

隨著技術(shù)的進(jìn)步，發(fā)光二極管廣泛應(yīng)用于顯示器和照明。

發(fā)光二極管和普通二極管一樣由pN結(jié)組成，并且還具有單向?qū)щ娦?。?dāng)向發(fā)光二極管施加正向電壓時(shí)，從p區(qū)域注入到N區(qū)域的空穴和從N區(qū)域注入到p區(qū)域的電子以pN接合附近的幾微米分別與N區(qū)域的電子和p區(qū)域的空穴復(fù)合，生成自發(fā)輻射的熒光。

不同半導(dǎo)體材料中電子和空穴的能量狀態(tài)不同。當(dāng)電子和空穴復(fù)合時(shí)，發(fā)射的能量多少有些不同，發(fā)射的能量越多，發(fā)射的光的波長(zhǎng)越短。常用的是紅色、綠色或黃色二極管。發(fā)光二極管的反破壞電壓大于5伏特。其正向螺栓放大器特性曲線很急，為了控制通過(guò)二極管的電流，在使用時(shí)必須串聯(lián)連接限流電阻。

發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體構(gòu)成的晶片，在p型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體之間有被稱為pN結(jié)的轉(zhuǎn)換層。在一些半導(dǎo)體材料的pN結(jié)中，當(dāng)注入的少數(shù)載波與多個(gè)載波復(fù)合時(shí)，多余的能量以光的形式釋放，電能直接轉(zhuǎn)換成光能。

如果向pN接合施加逆電壓，少數(shù)載流子難以注入，因此不會(huì)發(fā)光。當(dāng)處于正動(dòng)作狀態(tài)（即兩端施加正電壓）時(shí)，當(dāng)電流從LED陽(yáng)極流向陰極時(shí)，半導(dǎo)體晶體從紫外線到紅外線發(fā)出不同顏色的光線，光的強(qiáng)弱與電流有關(guān)。