半导体发光二极管和半导体激光器类似，也是一个PN结，也是利用外电源向PN结注入电子来发光的。半导体发光二极管记作LED，是由P型半导体形成的P层和N型半导体形成的N层，以及中间的由双异质结构成的有源层组成。有源层是发光区，其厚度为0.1～0.2μm左右。
半导体发光二极管的结构简单，体积小，工作电流小，使用方便，成本低，所以在光电系统中的应用极为普遍。在正向偏置下，半导体PN结或与其类似的结构能够发出可见光或近红外光，这种把电能直接转换为光能的器件称为发光二极管，简称LED。
LED的结构依应用和材料掺杂情况而异。用于可见光指示和显示方面的LED,要求结构佳化以获得率；用于光通信方面的LED,需要有高辐射度以把大功率耦合入纤维，还希望有较大的调制能力。用作指示灯和显示器的LED的基本结构见图2。
