PN结的端电压构成一定势垒，当加正向偏置电压时势垒下降，P区和N区的多数载流子向对方扩散。
   由于电子迁移率比空穴迁移率大得多，所以会出现大量电子向P区扩散，构成对P区少数载流子的注入。这些电子与价带上的空穴复合，复合时得到的能量以光能的形式释放出去。这就是PN结发光的原理。

   一般称为组件的外部量子效率，其为组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积。所谓组件的内部量子效率，其实就是组件本身的电光转换效率，主要与组件本身的特性（如组件材料的能带、缺陷、杂质）、组件的垒晶组成及结构等相关。而组件的取出效率则指的是组件内部产生的光子，在经过组件本身的吸收、折射、反射后，实际在组件外部可测量到的光子数目。因此，关于取出效率的因素包括了组件材料本身的吸收、组件的几何结构、组件及封装材料的折射率差及组件结构的散射特性等。而组件的内部量子效率与组件的取出效率的乘积，就是整个组件的发光效果，也就是组件的外部量子效率。早期组件发展集中在提高其内部量子效率，主要方法是通过提高垒晶的质量及改变垒晶的结构，使电能不易转换成热能，进而间接提高LED的发光效率，从而可获得70%左右的理论内部量子效率，但是这样的内部量子效率几乎已经接近理论上的极限。在这样的状况下，光靠提高组件的内部量子效率是不可能提高组件的总光量的，因此提高组件的取出效率便成为重要的研究课题。目前的方法主要是：晶粒外型的改变——TIP结构，表面粗化技术。

   电流控制型器件，负载特性类似PN结的UI曲线，正向导通电压的极小变化会引起正向电流的很大变化（指数级别），反向漏电流很小，有反向击穿电压。在实际使用中，应选择 。LED正向电压随温度升高而变小，具有负温度系数。LED消耗功率 ，一部分转化为光能，这是我们需要的。剩下的就转化为热能，使结温升高。散发的热量（功率）可表示为 。

   LED提供的是半宽度很大的单色光，由于半导体的能隙随温度的上升而减小，因此它所发射的峰值波长随温度的上升而增长，即光谱红移，温度系数为+2~3A/ 。LED发光亮度L与正向电流 近似成比例： ，K为比例系数。电流增大，发光亮度也近似增大。另外发光亮度也与环境温度有关，环境温度高时，复合效率下降，发光强度减小。

   小电流下，LED温升不明显。若环境温度较高，LED的主波长就会红移，亮度会下降，发光均匀性、一致性变差。尤其点阵、大显示屏的温升对LED的可靠性、稳定性影响更为显著。所以散热设计很关键。

   LED的长时间工作会光衰引起老化，尤其对大功率LED来说，光衰问题更加严重。在衡量LED的寿命时，仅仅以灯的损坏来作为LED寿命的终点是远远不够的，应该以LED的光衰减百分比来规定LED的寿命，比如35%，这样更有意义。
   LED日光灯节电高达80%以上，寿命为普通灯管的10倍以上，几乎是免维护，不存在要经常更换灯管、镇流器、起辉器的问题，约半年下来节省的费用就可以换回成本。绿色环保型的半导体电光源，光线柔和，光谱纯，有利于工人的视力保护及身体健康，6000K的冷光源给人视觉上清凉的感受，有助于集中精神，提高效率。

   LED日光灯安装非常简单，安装时将原有的日光灯取下换上LED日光灯，并将镇流器和起辉器去掉，让220V交流市电直接加到LED日光灯两端即可。

   首先，LED日光灯不使用水银，而且里面不含铅，传统的日光灯中含有大量的水银蒸汽，一旦这样的灯破碎水银蒸汽就会挥发到大气之中，从而污染环境，而LED日光灯就能够很好的保护环境，是被公认的绿色光源之一。
   其次，LED日光灯是冷光源，不会像传统的灯具那样散发出大量的热能。它基本上能将电能全部转换为光能，不会造成能源的浪费，非常节约。
   再次，LED日光灯是一种非常安静的节能灯，不会像传统的日光灯一样产生噪音，非常适合需要安静的环境，比如图书馆、办公室之类的地方。还能够很好的保护眼睛，启动非常快，不会闪烁不定，对我们的健康很有利。
   还有，因为LED日光灯是绿色环保的灯具，它本身不会产生紫外光、红外光等辐射，不含汞等有害物质，发热量较少，很好地避免了蚊虫围绕在灯源旁边的情况，这样给室内创造了一个比较干净的环境。
   ，LED日光灯的使用寿命很长，它的耗电量不足传统日光灯的三分之一，但是亮度却与传统的日光灯是一致的。一般而言，正常使用的寿命为三万小时以上，长期使用不用更换，无形之中就减少了人工的费用，很适合一些不便更换灯具的场合。当然，LED日光灯管的色彩非常丰富，可以制作各种发光颜色的灯，从而满足不同场合的需求。
   LED日光灯的缺点就是价格高不过尽管目前LED日光灯的价格大约是荧光灯的十倍左右，如果联系到它的寿命、节电和无污染来看，仍然是合算的。因为如果和寿命为5,000小时的荧光灯相比，那么寿命为5万小时的LED日光灯就已经值得花10倍的价钱去买，而在其间所节省的电能就完全是纯收益了。