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發光二極管與普通二極管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。發光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時串聯限流電阻以控制通過二極管的電流。
發光二極管的核心部分是由P型半導體和N型半導體組成的晶片，在P型半導體和N型半導體之間有一個過渡層，稱為PN結。在某些半導體材料的PN結中，注入的少數載流子與多數載流子復合時會把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。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。當它處于正向工作狀態時（即兩端加上正向電壓），電流從LED陽極流向陰極時，半導體晶體就發出從紫外到紅外不同顏色的光線，光的強弱與電流有關。
在能耗方面，LED燈的能耗是白熾燈的十分之一，是節能燈的四分之一。這是LED燈的一個大的特點。現在的人們都崇尚節能環保，也正是因為節能的這個特點，使得LED燈的應用范圍十分廣泛，使得LED燈十分的受歡迎。
按單顆LED的功率又可以分為小功率（0.3W以下）、中功率（0.3-0.5W）、大功率（1W及以上）三種，大功率的模組比小功率在亮度上更高，而且使用時間也更長，是以后整個LED照明的發展趨勢，更具備實用性。
按密封性又可以分為防水和不防水兩種。防水和不防水的模組主要是看應用環境來區分的，一般防水的LED模組可以運用于戶外照明和宣傳使用，它不會因為進水而發生問題，更適合惡劣的環境應用，而不防水模組則主要是室內用的比較多。當然，防水的模組比不防水的在價格上也要高一些。
現階段用上發光字的光源主要以常規設置輸入電壓都為DC12V的LED三燈、五燈、六燈的光源模組比較普遍，需要通過恒壓的開關電源輸出的DC12V 為電源，所以要注意安裝發光字時如果沒有安裝開關電源，切忌不要將發光字或者LED光源模組直接入市電交流220V通電，否則會將LED光源因為電壓過高而燒壞。
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