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發光二極管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物，如GaAs（砷化鎵）、GaP（磷化鎵）、GaAsP（磷砷化鎵）等半導體制成的，其核心是PN結。因此它具有一般P-N結的I-N特性，即正向導通，反向截止、擊穿特性。此外，在一定條件下，它還具有發光特性。在正向電壓下，電子由N區注入P區，空穴由P區注入N區。進入對方區域的少數載流子（少子）一部分與多數載流子（多子）復合而發光，如圖1所示。　　假設發光是在P區中發生的，那么注入的電子與價帶空穴直接復合而發光，或者先被發光中心捕獲后，再與空穴復合發光。除了這種發光復合外，還有些電子被非發光中心（這個中心介于導帶、介帶中間附近）捕獲，而后再與空穴復合，每次釋放的能量不大，不能形成可見光。發光的復合量相對于非發光復合量的比例越大，光量子效率越高。由于復合是在少子擴散區內發光的，所以光僅在靠近PN結面數μm以內產生。　　理論和實踐證明，光的峰值波長λ與發光區域的半導體材料禁帶寬度Eg有關，即　　λ≈1240/Eg（mm）　　式中Eg的單位為電子伏特（eV）。若能產生可見光（波長在380nm紫光～780nm紅光），半導體材料的Eg應在3.26～1.63eV之間。比紅光波長長的光為紅外光。現在已有紅外、紅、黃、綠及藍光發光二極管，但其中藍光二極管成本、價格很高，使用不普遍。

LED的調光控制

　　傳統上，LED的調光是利用一個DC信號或濾液PWM對LED中的正向電流進行調節來完成的。減小LED電流將起到調節LED光輸出強度的作用，然而，正向電流的變化也會改變LED的彩色，因為LED的色度會隨著電流的變化而變化。許多應用（例如汽車和LCDTV背光照明）都不能允許LED發生任何的色彩漂移。在這些應用中，由于周圍環境中存在不同的光線變化，而且人眼對于光強的微小變化都很敏感，因此寬范圍調光是必需的。通過施加一個PWM信號來控制LED亮度的做法允許不改變彩色的情況下完成LED的調光。　　人們常說的真正彩色（TrueColor）PWM調光是利用一個PWM信號來調節LED的亮度。　　調節LED亮度有三種常用方法：　　（1）使用SET電阻，在LED驅動控制IC引腳RSET兩端并聯不同的轉換電阻，使用一個直流電壓設置LED驅動控制IC引腳RSET的電流，從而改變LED的正向工作電流，達到調節ALED發光亮度的目的。　　（2）采用PWM技術，利用PWM控制信號，通過控制LED的正向工作電流的占空比來調節ALED的發光亮度。　　（3）線性調節

　　　簡便的方法是在LED驅動控制C中使用外部SET電阻來實現LED的調光控制。雖然，這種調光控制方法有效，但卻缺乏靈活性，無法讓用戶改變光強度。線性調節則會降低效率，并引起白光LED朝向黃色光譜的色彩偏移。可能是輕微的偏移，但可在敏感應用中檢測出。　　采用數字或叫PWM的LED調光控制法以大于100HZ的開關工作頻率，以脈寬調制的方法改變LED驅動電流的脈沖占空比來實理LED的調光控制，選用大于100HZ開關調光控制頻率主要是為了避免人眼感覺到調光閃爍現象，在LED的PWM調光控制下，LED的發光亮度正比于PWM的脈沖占空比，在這種調光控制方法下，可以在高度調光比范圍內保持LED的發光顏色不變，采用PWM的LED調光控制的調光比范圍可達3000：1。　　線性LED調光控制方法就是采用模擬調光控制方法，在模擬調光控制下，通過調節LED的正向工作電流來實現LED的調光控制，調光控制范圍可達10：1。　　如果要進一步降低LED的正向工作電流則會產生LED發光顏色發生變化和不能準確調節控制LED的正向工作電流的問題。

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