发光二极管 原理

发光二极管它的基本结构是一块电致发光的半导体材料，置于一个有引线的架子上，然后四周用环氧树脂密封，起到保护内部芯线的作用，所以LED的抗震性能好。 发光二极管的核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的晶片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。 当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关

详细解释需要设计量子力学。
简单的来说，发光二极管就是一个特制的PN结，由P型半导体和N型半导体复合而成，P型半导体里电子是少数载流子，能级比较低；而N型半导体里电子是多数载流子，能级比较高。这个差别可以理解为自由电子数量多了，就会相互排斥，新的自由电子就很难进来了。所谓能级也就是电子处于这个状态时，所需要的额外能量。
在发光二极管导通的时候，电流由P极流向N极，电子带负电荷，从N极流向P极。在从N极过渡到P极的时候，由于能级突变，每个电子都会释放出额外的能量。这个能量差会转化成光子，从而产SF光的效应。
也可以简单理解为P型半导体中的空穴和N型半导体中的电子在过渡层复合成了一个原子，释放出了多余的能量变成了光。

另外用这个原理可以说明发光二极管的颜色与导通压降的关系：导通压降对应着俩极的能级差，光子的能量和频率成正比，所以发光频率越高的发光二极管导通电压越高。至于发光频率从低到高的顺序，就是
红 橙 黄 绿 蓝（白） 紫
（当然紫色、橙色的一般见不到）
这些发光二极管的导通电压也是从低到高