Как работят фотодиодите?

Вътрешно фотодиодът има ap-n ​​преход, който се образува, когато p-тип полупроводников материал се слее с n-тип полупроводников материал. Полупроводниковите материали от тип P- имат дупки като положителни движещи се носители на заряд, докато полупроводниковите материали от тип n- имат електрони като отрицателни движещи се носители на заряд.
Поради наличието на движещи се носители с противоположни заряди в p-n ​​преходите, те се неутрализират взаимно и образуват области на изчерпване на прехода. Нарича се област на изчерпване, защото няма движещи се носители на заряд. Материалът тип p- в p-n прехода няма дупки и следователно носи отрицателен заряд. По подобен начин полупроводниковата част от тип n- в ap-n прехода е положително заредена.
Когато фотони (или светлина) с достатъчна енергия попаднат върху p-n ​​прехода на фотодиод, те разкъсват и йонизират ковалентните връзки на неподвижните атоми. Това ще генерира нови двойки електронни дупки. Това явление се нарича фотоелектричен ефект. Генерираните електрони се отвеждат към материала тип n- (тъй като областта на изчерпване на материала тип n- е положително заредена). Дупката се сканира към материала тип p- (тъй като областта на изчерпване на материала тип p- е отрицателно заредена). Този заряден поток води до фототок или обикновен ток.
С други думи, фотодиодите усещат светлина и генерират ток като изход. Фотодиодите са известни още като фотоелектрични сензори, фотодетектори или светлинни детектори.