Hvordan virker fotodioder?

Internt har fotodioden ap-n-junction, som dannes, når halvledermateriale af p-type fusioneres med halvledermateriale af n-type. P--type halvledermaterialer har huller som positive bevægelige ladningsbærere, mens n--type halvledermaterialer har elektroner som negative bevægelige ladningsbærere.
På grund af tilstedeværelsen af ​​bevægelige bærere med modsatte ladninger i p-n ​​kryds, neutraliserer de hinanden og danner udtømningsområder ved krydset. Det kaldes et udtømningsområde, fordi det ikke har nogen bevægelige ladningsbærere. Materialet p-type i p-n-krydset har ingen huller og har derfor en negativ ladning. På samme måde er halvlederdelen af ​​n-type i ap-n-forbindelsen positivt ladet.
Når fotoner (eller lys) med tilstrækkelig energi falder på p-n-forbindelsen af ​​en fotodiode, bryder de og ioniserer de immobile atomers kovalente bindinger. Dette vil generere nye elektronhulpar. Dette fænomen kaldes den fotoelektriske effekt. De genererede elektroner fejes mod materialet af n-typen (fordi udtømningsområdet for materialet af n-typen er positivt ladet). Hullet scannes mod materialet af p-type (fordi udtømningsområdet for materialet af p-type er negativt ladet). Denne ladningsstrøm fører til fotostrøm eller simpel strøm.
Med andre ord registrerer fotodioder lys og genererer strøm som output. Fotodioder er også kendt som fotoelektriske sensorer, fotodetektorer eller lysdetektorer.