適用性：很小，每個單元 LED 小片是 3-5mm 的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環境。 響應時間：其白熾燈的響應時間為毫秒級， LED 燈的響應時間為納秒級。 對環境污染：無有害金屬汞。
半導體發光二極管的結構公差沒有激光器那么嚴格，而且無諧振腔。所以，所發出的光不是激光，而是熒光。LED是外加正向電壓工作的器件。在正向偏壓作用下，N區的電子將向正方向擴散，進入有源層，P區的空穴也將向負方向擴散，進入有源層。進入有源層的電子和空穴由于異質結勢壘的作用，而被封閉在有源層內，就形成了粒子數反轉分布。這些在有源層內粒子數反轉分布的電子，經躍遷與空穴復合時，將產生自發輻射光。
此式稱為玻爾條件。式中h=6.626×10-34J·s。當發光二極管工作時，在正偏下，通常半導體的空導帶被通過結向其中注入的電子所占據，這些電子與價帶上的空穴復合，放射出光子，這就產生了光。發射的光子能量近似為特定半導體的導帶與價帶之間的帶隙能量。這種自然發射過程叫作自發輻射復合（圖1）。顯然，輻射躍遷是復合發光的基礎。注入電子的復合也可能是不發光的，即非輻射復合。在非輻射復合的情況下，導帶電子失去的能量可以變成多個聲子，使晶體發熱，這種過程稱為多聲子躍遷；也可以和價帶空穴復合，把能量交給導帶中的另一個電子，使其處于高能態，再通過熱平衡過程把多余的能量交給晶格，這種過程稱為俄歇復合。隨著電子濃度的提高，這種過程將變得更加重要。帶間躍遷時，輻射復合和非輻射復合的兩種過程相互競爭。有的發光材料表現為輻射復合占優勢。
