Yuqorida aytib o'tilganidek, yorug'lik chiqaradigan diodlar an'anaviy yoritish manbalari bilan bir xil asosiy tushuncha bo'yicha ishlaydi - ular orqali o'tadigan elektr toki orqali yorug'lik hosil qiladi. Shunga qaramay, o'xshashliklar tugaydi. Yoritish uchun issiqlik yoki kimyoviy reaktsiyaga tayanadigan an'anaviy yoritish manbalaridan farqli o'laroq, LEDlar yorug'lik manbai uchun yarimo'tkazgichga tayanadi. Bu muhim texnologik afzalliklarni va uzluksiz rivojlanish uchun juda katta imkoniyatlarni taqdim etadigan noyob texnologiya.
LEDlarning qanday ishlashini tushuntirish uchun birinchi navbatda yarimo'tkazgich nima ekanligini va uning qanday ishlashini tushunish kerak. Yarimo'tkazgichlar elektr tokini o'tkazish qobiliyatiga ega bo'lgan materiallardir. Yorug'lik chiqaradigan diodlar mavjud yarimo'tkazgichlarning eng oddiy turlaridan biridir. Ko'pgina yarim o'tkazgichlarda elektronlar o'tishi uchun ularga aralashmalar qo'shiladi, chunki o'zlarining sof yarimo'tkazgich materiallari zaif o'tkazuvchandir. Yarimo'tkazgichga aralashmalar qo'shilsa, bu doping deb ataladi.
Umuman olganda, bu yarim o'tkazgichlar alyuminiy-galiy-arseniddan (AlGaAs) tayyorlanadi. Ushbu material qo'llanilganda, u erkin elektronlarni qo'shishi yoki elektronlar o'tishi mumkin bo'lgan materialda teshiklarni yaratishi mumkin. Yarimo'tkazgichda qo'shimcha elektronlar bo'lsa, u N tipidagi material sifatida tanilgan, chunki u ortiqcha manfiy zaryadlangan zarralarga ega. Yarimo'tkazgichda qo'shimcha teshiklar mavjud bo'lganda, u P tipidagi material sifatida tanilgan, chunki u qo'shimcha musbat zaryadlangan zarrachalarga ega.
Diyotning asosiy konstruktsiyasi har bir uchida elektrodlar bilan bog'langan N tipidagi va P tipidagi materiallarning bir qismidan iborat. Ushbu tartibga solishda elektr faqat bitta yo'nalishda amalga oshiriladi. Hech qanday kuchlanish qo'llanilmasa, P va N tipidagi materiallar o'rtasida kamayish zonasi yaratilib, yarimo'tkazgichni elektronlar yoki elektr toki oqib bo'lmaydigan asl izolyatsion holatiga qaytaradi.
Tushunish zonasini olib tashlash uchun elektronlar N tipidagi maydondan P tipidagi maydonga, shuningdek, teskari yo'nalishdagi teshiklarga ko'chirilishi kerak. Bu etarlicha sezilarli kuchlanish orqali sodir bo'lgandan so'ng, tükenme zonasi chiqariladi va zaryad diod bo'ylab harakatlanadi. Aynan shu elektronlar va teshiklar o'rtasidagi o'zaro ta'sir LEDda ko'rinadigan yorug'likni hosil qiladi.
Xususan, LED tomonidan yaratilgan yorug'lik, aslida, bu elektronlarning atomning bir orbitalidan ikkinchisiga o'tishidan fotonlarning chiqishi natijasidir. Orbitallar orasidagi masofa qanchalik katta bo'lsa, o'zaro ta'sir paytida elektron chiqaradigan energiya va hosil bo'lgan yorug'lik chastotasi shunchalik yuqori bo'ladi. Aksincha, orbitallar orasidagi masofa qanchalik qisqa bo'lsa, o'zaro ta'sir paytida chiqariladigan energiya shunchalik past bo'ladi va chastota past bo'ladi. Pastki chastotalar ko'pincha yorug'lik spektrining infraqizil qismida bo'ladi, ya'ni u inson ko'ziga ko'rinmaydi.
Elektronning orbital o'zgarishidagi bu o'zgaruvchanlik bugungi kunda LED yoritgichlarida mavjud bo'lgan rang haroratining keng tanlovi uchun javobgardir. Ruxsat etilgan yoki cheklangan rang haroratiga ega an'anaviy yoritish bilan solishtirganda, LEDlar har bir lampochka turi uchun deyarli cheksiz imkoniyatlarni taqdim etadi. Darhaqiqat, ba'zi LED moslamalari foydalanuvchiga turli xil rang haroratlari o'rtasida osongina almashish imkoniyatini taklif qiladi.
