顶灯由芯片上的PN 连接器供电。当施加正向电压时，PN结N区中带负电的自由电子被电场推向P区。以及P区带正电的空穴的复合。
在复合过程中，电子根据能量守恒定律从高能导带跃迁到低能价带。多余的能量必须以某种形式释放出来，就像将玻璃弹珠放入碗中一样。多余的势能以热量和“当当”声的形式释放。
在LED 中，复合过程中产生的大部分能量以光子的形式发射。当足够的光子刺激视觉时，我们就能看到光。电流越大，单位时间内复合的电子和空穴就越多，发射的光子也就越多。我们看到LED 更亮了。
看到这里，细心的朋友可能会问：普通二极管也是通过电子和空穴复合来工作的，但是普通二极管如何不发光这个看似简单的问题却折磨了科学家近半个世纪！直到最近的量子物理学才解决了这个谜团。
最初，根据大多数能带结构的差异，半导体材料可以分为间接带隙材料和直接带隙材料。例如，普通的硅和锗是间接能隙材料，砷化镓是直接能隙材料。在直接带隙材料中，电子可以直接从导带转移到价带，同时增加
一些额外的能量以光子的形式发射，因此它很容易发光，就像玻璃弹珠直接落在碗底时发出特别响亮的声音。
