Jak działają fotodiody?

Wewnętrznie fotodioda ma złącze ap-, które powstaje, gdy materiał półprzewodnikowy typu p- jest stopiony z materiałem półprzewodnikowym typu n-. Materiały półprzewodnikowe typu P- mają dziury jako dodatnie nośniki ładunku ruchomego, natomiast materiały półprzewodnikowe typu n- mają elektrony jako nośniki ujemnego ładunku ruchomego.
Ze względu na obecność poruszających się nośników o przeciwnych ładunkach w złączach p-n, neutralizują się one wzajemnie i tworzą na skrzyżowaniu obszary zubożenia. Nazywa się go obszarem wyczerpania, ponieważ nie ma w nim ruchomych nośników ładunku. Materiał typu p-w złączu p-n nie ma dziur i dlatego niesie ładunek ujemny. Podobnie część półprzewodnika typu n-w złączu ap-jest naładowana dodatnio.
Kiedy fotony (lub światło) o wystarczającej energii padają na złącze p-n ​​fotodiody, rozrywają i jonizują wiązania kowalencyjne nieruchomych atomów. Spowoduje to wygenerowanie nowych par elektron-dziura. Zjawisko to nazywane jest efektem fotoelektrycznym. Wygenerowane elektrony są przesunięte w kierunku materiału typu n- (ponieważ obszar zubożenia materiału typu n- jest naładowany dodatnio). Dziura jest skanowana w kierunku materiału typu p- (ponieważ obszar wyczerpania materiału typu p- jest naładowany ujemnie). Ten przepływ ładunku prowadzi do powstania fotoprądu lub prądu prostego.
Innymi słowy, fotodiody wykrywają światło i generują prąd jako sygnał wyjściowy. Fotodiody są również znane jako czujniki fotoelektryczne, fotodetektory lub detektory światła.