發(fā)光二極管(LED)是一種固態(tài)(Solid- state)的半導(dǎo)體器件，是新一代照明光源。LED具有多種光電優(yōu)勢和特性，主要包括結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、體積小、抗震性好、安全性高等的特性，以及高光效、光質(zhì)豐富、光質(zhì)純、窄光譜、低能耗、冷光源、點(diǎn)光源、壽命長、響應(yīng)快、環(huán)保性高等光電優(yōu)勢。近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展和LED制造成本的不斷下降LED逐漸被廣泛應(yīng)用于照明、信號指示、背光等領(lǐng)域。更為重要的是，LED在非視覺照明，如通訊、醫(yī)療和設(shè)施農(nóng)作物培育等領(lǐng)域的應(yīng)用正逐漸擴(kuò)大，呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢。因此，LED被公認(rèn)為是21世紀(jì)最具有發(fā)展前景的一種電光源，在不久的將來必取代傳統(tǒng)白熾燈和熒光燈，成為通用照明和特殊照明的主流器件。同時(shí)，LED可作為農(nóng)用光源，在設(shè)施農(nóng)業(yè)節(jié)能減排、優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)方面有著重要的應(yīng)用潛力和前景。

 

LED是利用半導(dǎo)體PN結(jié)或類似結(jié)構(gòu)把電能轉(zhuǎn)換成光能的器件。發(fā)光二極管是由如CaAs(砷化鎵)、CaP(磷化鎵)、 Gaasp(磷砷化鎵)等半導(dǎo)體材料做襯底制成的，其核心是PN結(jié)。因此，它具有一般PN結(jié)的N特性，即正向?qū)ǎ聪蚪刂?、擊穿特性。在正向電壓下，電子由N區(qū)注入P區(qū)，空穴由P區(qū)注入N區(qū)，從而出現(xiàn)不平衡狀態(tài)。這些注入的電子與空穴在PN結(jié)處相遇發(fā)生復(fù)合，將多余的能量以光的形式釋放出來，從而觀察到PN結(jié)發(fā)光，也稱作注入式發(fā)光，光子的能量由帶間隙決定。