LED是由Ⅲ一V族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaAsP（磷化鎵砷）、A1GaAs（砷化鋁鎵）等半導體制成，其核心是P-N結，因此它具有一般P-N結的伏一安特性，即正向導通、反向截止、擊穿特性。當P型半導體和N型半導體結合時，由于交界面處存在的載流子濃度差。于是電子和空穴都會從高濃度區域向低濃度區域擴散。這樣，P區一側失去空穴剩下不能移動的負離子，N區一側失去電子而留下不能移動的正離子。這些不能移動的帶電粒子就是空間電荷。空間電荷集中在P區和N區交界面附近，形成了一很薄的空間電荷區，就是P-N結。當給P-N結1個正向電壓時。便改變了P-N結的動態平衡。注入的少數載流子（少子）與多數載流子（多子）復合時，便將多余的能量以光的形式釋放出來，從而把電能直接轉換為光能。如果給PN結加反向電壓，少數載流子（少子）難以注入，故不發光。