発光ダイオード
駆動電流の変化に対し、LEDは光出力が高速応答できるという特性を活かし、TOSリンクを始めとする光ファイバー通信の信号送信機、フォトカプラ内部の光源に赤外発光LED、家電製品などの赤外線を利用したリモコンにも広く使われている。
省エネルギー、高輝度で長寿命を実現できる白色LEDの開発に伴い、発熱に伴うエネルギー損失の多い白熱電球や蛍光灯などに代わり、屋内・屋外照明材料として、LED照明が期待された。また、LEDはデザインや光色なども比較的容易に調節できるため、電球や蛍光灯より自由度の高い照明が可能である。現在は既存の照明に置き換わる性能を有した製品が発売されており、懐中電灯、乗用車用ランプ、電球型照明、スポットライト、常夜灯、サイド照明、街路灯、道路照明灯などLEDを使用した製品が次々登場した。
日本エネルギー経済研究所が2011年に発表したリポートによると、日本全体の白熱電球や蛍光灯など全部を、LED照明に置き換えた場合に、1時間あたり922億キロワットを節約できると試算した。これは日本の総電力消費量の約9パーセントに相当し、原子力発電所13基分という。
E26型、E17型を中心とした白熱電球のソケットに装着可能な「LED電球」は企業間競争などにより大幅に価格が下落した。製品寿命や消費電力を考慮すれば「LED電球」の方が、白熱電球や電球形蛍光灯より低コストであると謳われているが、発売されてからまだ日が浅い商品であり、公称寿命として、各メーカーが謳う40000時間に達した例がほとんど無く、頻繁な点灯・消灯の繰り返しや連続点灯が、寿命に関わる劣化にどう影響を与えるかは未だ検証可能な個体が少なく、未知数である。
LEDを回路に組み込む際には、原則として、電流が過剰に流れ過ぎないようにするための抵抗器を、LEDと直列に入れておかねばならない。この目的で回路に挿入される抵抗器を「電流制限抵抗」などと呼称する。
定電圧電源に接続して使用する場合は、電流制限抵抗をLEDと直列に接続する事で、LEDに流れる電流をほぼ一定にできる。
これに対して、電源電圧と、LEDの順方向にかけるべき定格電圧が同じだったとしても、電流制限抵抗を省くと、しばしばLEDには過剰な電流が流れて、LEDは破壊され得る。なお、別個に電流制限抵抗を用意しなくとも大丈夫な例外として、LEDの内部に電流制限抵抗も納めた製品も存在する。
電源電圧を E として電流 I を流すには、適切な抵抗値はおよそ (E-VF) /I だが、LEDの順方向降下電圧 (VF) には個体差があり、抵抗にかかる電圧が変わるため、実際に製造された製品に流れる電流は設計時に想定した値に比べて多少のバラツキが生じる。
抵抗も電力を消費するため電力効率は良くないが、定電圧電源を用意できる場合には最も単純かつ低コストな回路である。そのため、発光効率を特に追求しない表示灯用途には多用される。
波長の偏り
蛍光灯や白熱電球など他の多くの光源と異なり、LEDは特定の波長に偏った光を発する。そのため、対応する波長に対する光化学反応が促進されたり、逆に明るさの割に必要な波長の光が含まれないため充分な効果が得られない場合がある。
LEDの有効活用法としては、光源の種類によっては不要な紫外線や赤外線を含まない単色光が簡単に得られるため、紫外線による劣化が問題とされる文化財や芸術作品や、熱照射を嫌う物品への照明に用いられる。また特定の波長の光を好む植物に、その波長の光のみをLEDを用いて照射する方法で、少ない電力使用量で、その植物を充分に育成できる。
逆に、明るくても特定の波長の光が含まれないため、照明として使用した場合に、動植物の育成を阻害する事もある。例えば、ビタミンDの生成に必要な波長を含んでいないために欠乏症になったり、光合成に必要な波長の光を含んでいないために生育が阻害されたりする。特に、3色LED方式で白色発光を作り出している方式では、波長分布による弊害が顕在化し易い。
なお、青色LEDと適切な蛍光体を組み合わせて、高エネルギーの青い光を蛍光体に受けさせて、低エネルギーの蛍光を放出させる方法で、波長分布を拡散して白色の光を実現したLEDの場合でも、光源である青色LEDが発する波長が、ひときわ多く含まれている。
明滅の切り替え速度
入力電流変化に対する光出力の応答が速いため、通信などにも利用される。なお、自動車で後続車に対してブレーキ作動の警告を行う場合などにも、便利な特性である。
また、照明として用いた場合は点灯と同時に最大光量が得られるため、瞬時に明るくしたい場所にも向く。