出租车顶灯和广告顶灯依靠芯片上的PN结发光。当给LED施加正向电压时，PN结N区带负电的自由电子在电场作用下被推向P区，与P区带正电的空穴复合。
在复合过程中，电子从具有较高能量的导带跳跃到具有较低能量的价带。根据能量守恒定律，多余的能量必须以某种形式释放出来，就像把玻璃弹子扔进碗里一样。多余的能量势能以热量的形式释放出来，并发出“当当当”的声音。
在LED 中，重组过程中产生的大部分能量以光子的形式发射。当光子的数量足以刺激人们的视觉时，我们就会看到光。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 变得更亮。
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，但是为什么普通二极管不发光呢？这个看似简单的问题却折磨了科学家近半个世纪！直到现代量子物理学才揭开了这个谜团。
事实证明，根据半导体材料中能带结构的不同，可以将其分为间接能隙材料和直接能隙材料。例如：普通硅和锗是间接能隙材料，砷化镓（GaAs）是直接能隙材料。在直接带隙材料中，电子可以直接从导带跃迁到价带，同时大量转移
多余的能量盆有一部分以光子的形式发射出来，所以很容易发出光，就像玻璃弹子直接落到碗底发出的声音特别大一样。
