半導體硅不是單向導電性，P-N結才有單向導電性。而P-N結要用到硅做主要材料。

先看二極管的原理。

二極管有一個P結和一個N結構成，其中P結摻雜(比如加入硼)，另一個摻其他不同的雜質雜(比如磷)，將兩個結的材料健和連接起來就形成了P-N結，也就是二極管。這樣電子就能從摻雜的一邊經(jīng)過先，在電場力的作用下，穿過另一個摻雜的一邊。形成回路。但不能從另一個摻雜的一邊先過。于是就形成了單向導電性。這就是二極管原理。

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

是一個電能轉化成光能的過程。

發(fā)光二極管簡稱為LED，是通過電子和空穴的復合發(fā)射能量發(fā)射而在照明領域廣泛應用的一般發(fā)光元件。發(fā)光二極管可以有效地將電能轉換成光能，在現(xiàn)代社會中有照明、平板顯示、醫(yī)療設備等廣泛的用途。

該電子部件于1962年登場，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)光的光擴展到可見光、紅外線、紫外線，光度也提高了很多。用途也在初期時作為燈、顯示板等。

隨著技術的進步，發(fā)光二極管廣泛應用于顯示器和照明。

發(fā)光二極管和普通二極管一樣由pN結組成，并且還具有單向導電性。當向發(fā)光二極管施加正向電壓時，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)域的空穴復合，生成自發(fā)輻射的熒光。

不同半導體材料中電子和空穴的能量狀態(tài)不同。當電子和空穴復合時，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，為了控制通過二極管的電流，在使用時必須串聯(lián)連接限流電阻。

發(fā)光二極管的核心部分是由p型半導體和N型半導體構成的晶片，在p型半導體和N型半導體之間有被稱為pN結的轉換層。在一些半導體材料的pN結中，當注入的少數(shù)載波與多個載波復合時，多余的能量以光的形式釋放，電能直接轉換成光能。

如果向pN接合施加逆電壓，少數(shù)載流子難以注入，因此不會發(fā)光。當處于正動作狀態(tài)（即兩端施加正電壓）時，當電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體從紫外線到紅外線發(fā)出不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。