ดังที่ได้กล่าวไว้ก่อนหน้านี้, ไดโอดเปล่งแสงทํางานตามแนวคิดพื้นฐานเดียวกันกับแหล่งกําเนิดแสงแบบดั้งเดิม – พวกมันสร้างแสงโดยกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านพวกมัน. นี่คือจุดที่ความคล้ายคลึงกันสิ้นสุดลงอย่างไรก็ตาม ซึ่งแตกต่างจากแหล่งกําเนิดแสงแบบดั้งเดิมที่อาศัยความร้อนหรือปฏิกิริยาทางเคมีเพื่อสร้างแสงสว่าง, ไฟ LED พึ่งพาเซมิคอนดักเตอร์สําหรับแหล่งกําเนิดแสงของพวกเขา. นี่เป็นเทคโนโลยีที่เป็นเอกลักษณ์ซึ่งให้ประโยชน์ทางเทคโนโลยีที่สําคัญและมีศักยภาพมากขึ้นสําหรับความก้าวหน้าอย่างต่อเนื่อง
เพื่ออธิบายว่าไฟ LED ทํางานอย่างไร, สิ่งสําคัญคือต้องเข้าใจก่อนว่าเซมิคอนดักเตอร์คืออะไรและทํางานอย่างไร. เซมิคอนดักเตอร์เป็นวัสดุที่มีความสามารถแตกต่างกันในการนํากระแสไฟฟ้า ไดโอดเปล่งแสงเป็นเซมิคอนดักเตอร์ประเภทที่ง่ายที่สุดที่มีอยู่ เซมิคอนดักเตอร์ส่วนใหญ่มีสิ่งสกปรกเพิ่มเข้าไปเพื่อให้อิเล็กตรอนไหลผ่านเนื่องจากวัสดุเซมิคอนดักเตอร์บริสุทธิ์ของตัวเองเป็นตัวนําที่ไม่ดี เมื่อเซมิคอนดักเตอร์มีสิ่งสกปรกเพิ่มเข้ามาจะเรียกว่ายาสลบ
โดยทั่วไปเซมิคอนดักเตอร์เหล่านี้ทําจากอลูมิเนียมแกลเลียมอาร์เซไนด์ (AlGaAs) เมื่อวัสดุนี้เจือปนมันสามารถเพิ่มอิเล็กตรอนอิสระหรือสร้างรูในวัสดุที่อิเล็กตรอนสามารถไปได้ เมื่อเซมิคอนดักเตอร์มีอิเล็กตรอนพิเศษจะเรียกว่าวัสดุประเภท N เนื่องจากมีอนุภาคที่มีประจุลบเป็นพิเศษ เมื่อมีรูพิเศษในเซมิคอนดักเตอร์จะเรียกว่าวัสดุประเภท P เนื่องจากมีอนุภาคที่มีประจุบวกเป็นพิเศษอย่างมีประสิทธิภาพ
การสร้างไดโอดขั้นพื้นฐานประกอบด้วยส่วนของวัสดุชนิด N และ P ที่ผูกมัดไว้กับขั้วไฟฟ้าที่ปลายแต่ละด้าน ในข้อตกลงนี้ไฟฟ้าจะดําเนินการในทิศทางเดียวเท่านั้น หากไม่มีการใช้แรงดันไฟฟ้าโซนพร่องจะถูกสร้างขึ้นระหว่างวัสดุประเภท P และ N ทําให้เซมิคอนดักเตอร์กลับสู่สถานะฉนวนเดิมซึ่งไม่มีอิเล็กตรอนหรือไฟฟ้าไหลได้
เพื่อให้โซนพร่องถูกกําจัดอิเล็กตรอนจะต้องถูกย้ายจากพื้นที่ N-type ไปยังพื้นที่ P-type รวมถึงรูในทิศทางย้อนกลับ เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้นผ่านแรงดันไฟฟ้าที่เพียงพออย่างมีนัยสําคัญโซนพร่องจะถูกลบออกและประจุจะเคลื่อนที่ผ่านไดโอด มันเป็นปฏิสัมพันธ์ระหว่างอิเล็กตรอนและรูที่สร้างแสงที่เห็นใน LED
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง, แสงที่เกิดจาก LED นั้นเป็นผลมาจากการปล่อยโฟตอนจากการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนเหล่านี้จากวงโคจรหนึ่งของอะตอมไปยังอีกวงหนึ่ง. ยิ่งระยะห่างระหว่างวงโคจรมากเท่าใดพลังงานที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอนในระหว่างการโต้ตอบก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้นและความถี่ของแสงที่ผลิตก็จะยิ่งสูงขึ้นเท่านั้น ผกผันระยะห่างระหว่างวงโคจรที่สั้นลงพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างการโต้ตอบก็จะยิ่งต่ําลงและความถี่ก็จะยิ่งต่ําลงเท่านั้น ความถี่ที่ต่ํากว่ามักจะอยู่ในส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัมแสงซึ่งหมายความว่ามันมองไม่เห็นด้วยตามนุษย์.
ความแปรปรวนในการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของอิเล็กตรอนนี้รับผิดชอบตัวเลือกอุณหภูมิสีที่หลากหลายที่มีอยู่ในไฟ LED ในปัจจุบัน เมื่อเทียบกับแสงแบบดั้งเดิมที่มีอุณหภูมิสีคงที่หรือ จํากัด ไฟ LED ให้ความเป็นไปได้ที่แทบจะไม่มีที่สิ้นสุดสําหรับหลอดไฟทุกประเภท ในความเป็นจริงการติดตั้ง LED บางอย่างเสนอตัวเลือกสําหรับผู้ใช้ในการสลับระหว่างอุณหภูมิสีที่แตกต่างกันได้อย่างง่ายดาย
