我使用的LED需要比提供的电压更高的电压才能点亮，因此，它根本不点亮。

我希望至少有昏暗的灯光，但不会产生光。

为什么这种行为“如果没有所需的电压电平就没有光”？LED内部发生了什么？

LED不像普通的（白炽灯泡）那样工作。

主要区别（对于初学者来说有所简化）：

• 它们具有极性，因此必须使用符合该极性的DC供电。反转极性，它们将不起作用。如果您在反向施加超过〜4V-5V的电压，也可能会损坏它们（这些是安全值；确切的最大容许值取决于特定的器件）。

• 仅在达到一定电压（阈值电压）时才开始发光，在该电压以下可以忽略不计。因此，如果您的电池电压低于LED的阈值电压，则除非您使用更复杂的电路（例如，焦耳小偷或升压DC-DC转换器）为LED供电，否则您很不走运。

• 达到阈值电压后，任何很小的电压升高都会使LED导通，即吸收大电流。因此，您需要串联一个电阻以将该电流限制在安全范围内。该站点上还有其他问题/解答，解释了如何计算限流电阻的值。

• 导通后，发出的光强度与二极管中流过的电流（而不是电压）大致成比例（因此，如果减小限流电阻的值，则会得到更亮的LED）。这取决于LED的最大电流限制。达到该限制后，设备将变为POOF！

您还问为什么会发生所有这些情况，但是答案却相当复杂，因为它取决于二极管内部半导体晶体的物理结构。物理解释在于量子力学和固态物理学，这些学科确实很难。

在LED上维基百科的文章仅刮掉表面的LED的内部工作，仍然是相当复杂的。

我看到Lorenzo已经直接（+1）回答了您的问题。这是您可以执行的操作以点亮LED并查看所拥有的。

LED是二极管，因此只能在一个方向上传导。与普通灯泡不同，方向很重要。如果LED不能单向点亮，请翻转一下，然后重试。

为了对几乎所有LED进行安全实验，请使用串联至少180Ω的5 V电源。使用较高的电阻可以工作，但会使LED的光线更暗。即使串联了1kΩ，您仍然可以看到室内的可见光LED点亮。

使用5 V电源的原因是为了限制反向连接时LED两端的反向电压。大多数LED的反向电压至少为5V。

可见光LED的压降最低为1.8V。电阻两端的（5 V）-（1.8 V）= 3.2V。几乎任何LED都能处理20 mA的正向电流。根据欧姆定律（3.2 V）/（20 mA）= 160Ω。我说最小为180Ω，这是一个常见值。

LED正向电压取决于颜色。例如，常见的绿色LED下降约2.1V。“白色” LED通常实际上是带有在可见光谱中重新发光的磷光体的UV LED。这些可以下降约3.5V。

使用200Ω电阻器和3.5 V LED，可获得（1.5 V）/（200Ω）= 7.5 mA。即使它可以处理20 mA或更大的电流，这种LED仍将以7.5 mA的电流明显点亮。

LED点亮后，您可以测量其正向电压，然后调节电阻器以在该正向电压下允许最大电流。除非有数据手册，否则最大假定为20 mA。

物理说明

电灯泡

炽热的灯实际上并不是加热元件而是光源。任何通过电线的电流都会使其发热 ; 一旦导线温度超过室温，它就会通过黑体辐射释放出净能量。释放能量的速度取决于温度的四次方，即温度越高^†越亮。电流越大（或等效^‡电压越大），导线的温度就越高。

黑体发光背后的基本物理过程是：通过热运动使温暖的材料中的原子摇动。这种运动是完全混乱的，因此，即使每个原子的平均能量很低，表面上的原子也会偶尔偶尔受到多个邻居的推动，从而聚集足够的能量以发出可见的光子（至少焦耳。但是更多时候，它将仅具有足够的能量来发射不可见的红外光子。$2.6\times10^{-19}$

发光二极管

相比之下，LED将原子直接泵浦到发射可见光所需的能量上。他们通过巧妙地利用半导体的带隙来做到这一点。这就是硅等晶体的量子力学特征，它“禁止”电子具有一定范围的能量。然后，您取出一块已掺杂的半导体，这样电导电子都在带隙之上，而其中一个都在带隙之下。然后，当电流流过结时，每个电子损失的能量恰恰是适当数量的能量，以激发原子以产生具有正确可见能量的光子–同样，对于红光，这大约是焦耳。$2.6\ldots3.2\times10^{-19}$

只有...为什么电子会继续越过结？电子越过结点后，它不会再倾斜越过带隙。消耗了电子所没有的能量 ...除非您从外部提供能量，否则，施加到电路上的每个电压都可以为电子提供的能量，这是物理学家的量叫一个电子伏特。因此，当向带隙能量为的LED 施加电压时，就可以保持电流不变。这个电压实际上并不取决于多少 U U × $1.6\times10^{-19}\:\mathrm{J}$$U$$U\times1\:\mathrm{eV}$电流实际上通过了LED，因此无法通过调节电压来有效地调节亮度-您需要调节电流。而且，如果电压降到带隙以下，电流将完全停止，因为电导电子将完全不再进入n掺杂域。

^† _{太简单了：Stefan-Boltzmann描述了在整个电磁频谱中积分的强度。实际上只有一小部分可见（这就是白炽灯比LED效率低得多的原因）。由于峰值强度的波长也取决于温度，因此实际上亮度不仅与而且与更复杂的关系有关，但仍然：较高的温度始终对应于较亮的光。$T^4$}

^‡ _{同样，欧姆定律在这里也不完全正确，因为电阻率取决于温度。但是，质量依存性更高的电压⇒更高的功率仍然成立。}

您刚刚获得了有关LED如何非线性的对象课程。

白炽灯泡一旦点亮便是线性的。线性表示它像电阻一样工作：电流消耗与电压成比例：电压的一半，电流的一半，功率的1/4。白炽灯可以满足您的期望。

LED的电压-电流曲线非常陡峭：电压的小变化会导致电流消耗的大变化。您不在该图表的底部，因此一无所获。

陡峭的曲线使LED非常跳动，小的电压变化会导致大（且具破坏性）的电流变化。更糟糕的是，曲线会根据温度，分级和年龄而变化。因此，LED的额定电流是特定的，而不是电压。对于指示器，您可以使用电阻器限制电流。对于需要峰值性能的照明，最好使用有源驱动器电路来调节电流以达到规范。

此类电路还有助于提高或降低电源电压以适合LED。焦耳小偷是一个简单的电路，解决了用单个1.5V电池驱动照明LED的问题。

就其价值而言，使用第三种弧光放电灯甚至更糟：荧光灯，氖气，金属卤化物，汞蒸气和高压钠灯/低压钠灯。它们是绝缘体，直到电弧击中时达到一定电压为止……之后，它们几乎是完全短路的。电流限制是强制性的。

半导体的一点背景...

纯硅（或锗）是绝缘体。添加杂质以创建“ P”或“ N”型材料。当它们彼此相邻时（在PN二极管或LED中），杂质可以有效地相互抵消，从而为您留下一个小的“ 纯 ”层-充当绝缘体。

如果以错误的方式连接电源，则该层会变得越来越厚-直到损坏设备为止。（可变电容使用此原理来创建可变电容器-绝缘层的厚度就像电容器板之间的距离一样）

当您以正确的方式连接电源时，该层会变薄，直到设备最终通过电流为止。当这最终发生时，您的LED将开始发光。

最后一点：可以仅用1.5V的光源点亮LED：使用电压“升压”电路。最常见的电路称为焦耳小偷。

它们的电压降（〜2 V）高于电源电压（1.5 V）。如果电源电压低于电压降，则任何二极管（包括LED）根本不导通。

除了此处的答案外，还值得指出的是，每个LED都是不同的（甚至是颜色）。它们的“激活”电压和突破极限都略有不同。

确保您不会炸毁LED的同时，还要确保可以期望发光的正确方法是查看LED的数据表。

使用数据表将为您提供基本的经验

1. 找到所述数据表
2. 阅读并理解它们

为了让您入门，这是一个随机的google顶部的白色LED指示灯；这可能比大多数LED的要复杂一些，因为“白色”不是LED区域中的颜色。

其中包含大量信息，如果您不了解它们，我建议您尝试一下，然后再发布一个问题，询问您不了解的特定部分。