LED信號燈的發光原理基于半導體材料的電致發光效應。其結構為P型半導體與N型半導體結合形成的PN結。當施加正向電壓時，電子從N區注入P區，空穴從P區注入N區，二者在結區復合。復合過程中，電子從高能級躍遷至低能級，釋放的能量以光子的形式發射，形成可見光。
LED的發光顏色由半導體材料（如化、磷化等）的禁帶寬度決定，通過調整材料成分可覆蓋紅、黃、綠、藍等波段。其具有響應速度快、壽命長、能耗低等優勢，廣泛應用于交通指示、設備狀態顯示等領域。
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