Il singolo LED è composto da filo d'oro, chip LED, anello riflettente, conduttore del catodo, conduttore in plastica e conduttore dell'anodo.
Il componente principale del diodo a emissione di luce è una piastra composta da un semiconduttore di tipo p e un semiconduttore di tipo n. Tra il semiconduttore di tipo p e quello di tipo n è presente uno strato di transizione, chiamato giunzione pn.
In alcuni materiali semiconduttori nella giunzione PN, l'iniezione di pochi portatori e la maggior parte dei portatori composti produrranno l'energia in eccesso sotto forma di luce rilasciata, in modo che la conversione diretta dell'energia elettrica in energia luminosa. Giunzione pn più tensione inversa, pochi portatori hanno difficoltà a essere iniettati, quindi non c'è luce.
Questo utilizzo del principio dell'elettroluminescenza iniettata per produrre il diodo chiamato diodo a emissione di luce, comunemente noto come LED.
Il processo di emissione luminosa dei LED si compone di tre parti:
Iniezione di portatori di carica con polarizzazione diretta, radiazione complessa e trasmissione di energia luminosa.
Minuscoli wafer di semiconduttori sono incapsulati in resina epossidica pulita; quando gli elettroni attraversano il wafer, gli elettroni caricati negativamente si spostano verso la regione delle lacune caricate positivamente e si combinano con essa, elettroni e lacune scompaiono contemporaneamente producendo fotoni.
Maggiore è l'energia (band gap) tra elettroni e lacune, maggiore è l'energia del fotone prodotto. L'energia del fotone, a sua volta, corrisponde al colore della luce. Nello spettro della luce visibile, la luce blu e la luce viola trasportano la maggior quantità di energia, mentre la luce arancione e la luce rossa ne trasportano la minore. Poiché materiali diversi hanno band gap diversi, sono quindi in grado di emettere colori di luce diversi.
Quando si trova nello stato operativo in avanti (cioèQuando una tensione positiva viene applicata a entrambe le estremità, la corrente fluisce dall'anodo al catodo del LED. Il cristallo semiconduttore emette luce di diversi colori, dall'ultravioletto all'infrarosso, e l'intensità della luce è correlata alla corrente. Per fare un'analogia, il LED è come un hamburger: il materiale emettitore di luce è la "polpetta" del panino, mentre gli elettrodi superiore e inferiore sono la carne del panino. Attraverso lo studio dei materiali emettitori di luce, si sono gradualmente sviluppati LED con colori e efficienze luminose sempre più elevati, ma, a prescindere dai cambiamenti, il principio di emissione luminosa e la struttura del LED sono rimasti sostanzialmente invariati.
