LED deb nomlanuvchi yarimo'tkazgichli qurilma mexanik qo'llab-quvvatlash, elektr aloqalari, issiqlik o'tkazgichlari, optik regulyatorlar va to'lqin uzunligi konvertorlari sifatida xizmat qiluvchi LED matritsa (chip) va boshqa qismlardan iborat. LED chipining asosiy tuzilishi - bu qarama-qarshi qo'shimchalar bilan aralash yarimo'tkazgich qatlamlaridan tashkil topgan pn ulanish qurilmasi. Galliy nitridi (GaN), tez-tez ishlatiladigan aralash yarimo'tkazgich to'g'ridan-to'g'ri tarmoqli bo'shlig'iga ega, bu bilvosita tarmoqli bo'shlig'iga ega bo'lgan yarim o'tkazgichlarga nisbatan radiatsiyaviy rekombinatsiya ehtimolini oshiradi. Pn-birikmasi oldinga egilganida, n-tipli yarimo'tkazgich qatlamining o'tkazuvchanlik zonasidan elektronlar chegara qatlamidan p-birikmaga o'tadi va u erda ular diodning faol maydonidagi p-tipli yarimo'tkazgich qatlamining teshiklari bilan qayta birlashadi. Elektron-teshik rekombinatsiyasi natijasida elektronlar pastroq energiya holatiga tushadi va qo'shimcha energiya fotonlar (yorug'lik paketlari) sifatida chiqariladi. Elektroluminesans bu hodisaning nomi. Elektromagnit energiyaning barcha to'lqin uzunliklari foton tomonidan o'tkazilishi mumkin. Yarimo'tkazgichning energiya diapazoni bo'shlig'i diod tomonidan chiqarilgan yorug'likning aniq to'lqin uzunliklarini aniqlaydi.
LED chipining elektrolyuminessensiyasi cheklangan to'lqin uzunligi diapazoni va bir necha o'nlab nanometrlarning odatiy tarmoqli kengligi bilan yorug'lik ishlab chiqaradi. Tor diapazonli emissiyalardan keladigan yorug'lik faqat bitta rang, masalan, qizil, ko'k yoki yashil. Keng spektrli oq yorug'lik manbasini ta'minlash uchun LED chipining spektral quvvat taqsimotining (SPD) kengligi oshirilishi kerak. Fosforlardagi fotoluminesans elektroluminesansni LED chipidan qisman yoki to'liq aylantiradi. Aksariyat oq rangli LEDlar fosforlardan qayta chiqarilgan uzunroq to'lqin uzunlikdagi yorug'likni InGaN ko'k chiplarining qisqa to'lqin uzunligi emissiyasi bilan aralashtiradi. Fosfor kukuni kremniy, epoksi yoki boshqa turdagi qatronlardan tayyorlangan matritsada taqsimlanadi. LED chipi fosforni o'z ichiga olgan matritsadan yasalgan qoplamaga ega. Qizil, yashil va ko'k fosforlarni ultrabinafsha (UV) yoki binafsha LED chipi bilan pompalash orqali oq yorug'lik ham paydo bo'lishi mumkin. Bunday holda, hosil bo'lgan oq ranglar ranglarni aniqroq tasvirlashi mumkin. Biroq, to'lqin uzunligining sezilarli siljishi va UV yoki binafsha nurning pastga konvertatsiyasida ishtirok etadigan sezilarli Stokes energiya yo'qotilishi tufayli bu usul past samaradorlikka ega.
