本文主要是關于發光二極管的相關介紹，并著重對發光二極管的正向電壓與反向電壓的區分進行了詳細的描述。
發光二極管
發光二極管簡稱為LED。由含鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）、氮（N）等的化合物制成。
當電子與空穴復合時能輻射出可見光，因而可以用來制成發光二極管。在電路及儀器中作為指示燈，或者組成文字或數字顯示。砷化鎵二極管發紅光，磷化鎵二極管發綠光，碳化硅二極管發黃光，氮化鎵二極管發藍光。因化學性質又分有機發光二極管OLED和無機發光二極管LED。
原理
它是半導體二極管的一種，可以把電能轉化成光能。發光二極管與普通二極
管一樣是由一個PN結組成，也具有單向導電性。當給發光二極管加上正向電壓后，從P區注入到N區的空穴和由N區注入到P區的電子，在PN結附近數微米內分別與N區的電子和P區的空穴復合，產生自發輻射的熒光。不同的半導體材料中電子和空穴所處的能量狀態不同。當電子和空穴復合時釋放出的能量多少不同，釋放出的能量越多，則發出的光的波長越短。常用的是發紅光、綠光或黃光的二極管。發光二極管的反向擊穿電壓大于5伏。它的正向伏安特性曲線很陡，使用時必須串聯限流電阻以控制通過二極管的電流。限流電阻R可用下式計算：
R=（E－UF）/IF
式中E為電源電壓，UF為LED的正向壓降，IF為LED的正常工作電流。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。PN結加反向電壓，少數載流子難以注入，故不發光。這種利用注入式電致發光原理制作的二極管叫發光二極管，通稱LED。 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。
特點
電壓
LED使用低壓電源，供電電壓在直流3-24V之間，根據產品不同而異，也有少數DC36V、DC40V等，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所。
效能
消耗能量較同光效的白熾燈減少80%左右，較節能燈減少40%左右。
適用性
體積很小，每個單元LED小片是3-5mm的正方形，所以可以制備成各種形狀的器件，并且適合于易變的環境
穩定性
10萬小時，光衰為初始的50%
響應時間
其白熾燈的響應時間為毫秒級，LED燈的響應時間為納秒級
環境污染
不含有害金屬汞等
顏色
發光二極管方便地通過化學修飾方法，調整材料的能帶結構和禁帶寬度，實現紅黃綠藍橙多色發光。紅光管工作電壓較小，顏色不同的紅、橙、黃、綠、藍的發光二極管的工作電壓依次升高。
價格
LED的價格越來越平民化，因LED省電的特性，也許不久的將來，人們都會把白熾燈換成LED燈。我國部分城市公路、學校、廠區等場所已換裝完LED路燈、節能燈等。
發光二極管正向和反向電壓的電路圖
通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。?
1. 正向特性。?
在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導通。導通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。?
2. 反向特性。?
在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止狀態，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極管的擊穿。
正向不一定發光（要達到閾值），反向不發光
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。
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。
發光二極管電壓與顏色關系圖
發光二極管正向電壓與反向電壓的區別
正向電壓就是工作電壓，就是發光二極管工作時，燈兩端的電壓值，這個電壓值跟電流有關系！上圖中，用140mA電流供電時，發光二極管正向電壓是3.0V。
負向電壓就是發光二極管的反向擊穿電壓，就是發光二極管接反后，超過這個電壓可能會燒壞！有時給LED供電的電路是交流電，這時就要注意負向電壓！一般在直流電工作中，發光二極管的負向電壓可以忽略不管！上圖中，發光二極管反接5V電壓時，漏電電流是0.00uA。
發光二極管有二極管特性，電流升高到150mA，電壓可能也是3.00V，也可能是3.02V。這個值不是一定的，有可能電流加到1000mA，電壓也只有3.00V。白燈的電壓會高一點，正向工作電壓一般在2.7-3.3V。紅燈的工作電壓還不到2.0V。藍燈與綠燈電壓又不一樣！
結語
關于發光二極管正向和反向電壓的相關介紹就到這了，如有不足之處歡迎指正。