Come funzionano i fotodiodi?

Internamente, il fotodiodo ha una giunzione ap-n, che si forma quando il materiale semiconduttore di tipo p- viene fuso con il materiale semiconduttore di tipo n-. I materiali semiconduttori di tipo P- hanno lacune come portatori di carica in movimento positivo, mentre i materiali semiconduttori di tipo n- hanno elettroni come portatori di carica in movimento negativo.
A causa della presenza di portatori in movimento con cariche opposte nelle giunzioni p-n, si neutralizzano a vicenda e formano regioni di esaurimento alla giunzione. Si chiama regione di esaurimento perché non ha portatori di carica in movimento. Il materiale di tipo p-nella giunzione p-n non ha buchi e quindi trasporta una carica negativa. Allo stesso modo, la porzione di semiconduttore di tipo n-nella giunzione ap-n è caricata positivamente.
Quando i fotoni (o la luce) con energia sufficiente cadono sulla giunzione p-n ​​di un fotodiodo, rompono e ionizzano i legami covalenti degli atomi immobili. Ciò genererà nuove coppie di lacune elettroniche. Questo fenomeno è chiamato effetto fotoelettrico. Gli elettroni generati vengono trascinati verso il materiale di tipo n- (perché la regione di svuotamento del materiale di tipo n- è caricata positivamente). Il foro viene scansionato verso il materiale di tipo p- (perché la regione di svuotamento del materiale di tipo p- è caricata negativamente). Questo flusso di carica porta alla fotocorrente o corrente semplice.
In altre parole, i fotodiodi rilevano la luce e generano corrente in uscita. I fotodiodi sono noti anche come sensori fotoelettrici, fotorilevatori o rilevatori di luce.