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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。
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。
LED燈內部不含有任何的汞等重金屬材料，但是白熾燈中含有，這就體現了LED燈環保的特點。現在的人都十分重視環保，所以，會有更多的人愿意選擇環保的LED燈。LED燈還有一個的特點，就是反應的速度比較快。只要一接通電源，LED燈馬上就會亮起來。對比我們平時使用的節能燈，其反應速度更快，在打開傳統燈泡時，往往需要很長的時間才能照亮房間，在燈泡的發熱之后，才能亮起來。
所謂的“干凈”不是指的燈表面以及內部的干凈，而是這個燈是屬于冷光源的，不會產生太多的熱量，不會吸引那些喜光喜熱的昆蟲。特別是在夏天，農村的蟲子會特別的多。有的蟲子天性喜熱，白熾燈和節能燈在使用一段時間之后都會產生熱量，這個熱量正好是蟲子喜歡的，就容易吸引蟲子過來。這無疑會對燈表面帶來很多的污染物，而且，蟲子的排泄物還會使得室內變得很臟。但是，LED燈是冷光源，不會吸引蟲子過來的，這樣，就不會產生蟲子的排泄物。所以說，LED燈更加的 “干凈”。
普通單色發光二極管具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發光均勻穩定、響應速度快、壽命長等優點，可用各種直流、交流、脈沖等電源驅動點亮。它屬于電流控制型半導體器件，使用時需串接合適的限流電阻。普通單色發光二極管的發光顏色與發光的波長有關，而發光的波長又取決于制造發光二極管所用的半導體材料。紅色發光二極管的波長一般為650～700nm，琥珀色發光二極管的波長一般為630～650nm ，橙色發光二極管的波長一般為610～630nm左右，黃色發光二極管的波長一般為585nm左右，綠色發光二極管的波長一般為555～570nm。
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