Kā darbojas fotodiodes?

Iekšpusē fotodiodei ir ap-n ​​pāreja, kas veidojas, p- tipa pusvadītāju materiālu sakausējot ar n- tipa pusvadītāju materiālu. P- tipa pusvadītāju materiālos ir caurumi kā pozitīvi kustīgi lādiņa nesēji, savukārt n- tipa pusvadītāju materiālos elektroni ir kā negatīvi kustīgi lādiņa nesēji.
Tā kā p-n ​​krustojumos atrodas kustīgi nesēji ar pretējiem lādiņiem, tie viens otru neitralizē un savienojuma vietā veido izsīkuma apgabalus. To sauc par izsīkuma reģionu, jo tajā nav kustīgu lādiņu nesēju. P-tipa materiālam p-n krustojumā nav caurumu, un tāpēc tam ir negatīvs lādiņš. Līdzīgi n-tipa pusvadītāju daļa ap-n krustojumā ir pozitīvi uzlādēta.
Kad fotoni (vai gaisma) ar pietiekamu enerģiju nokrīt uz fotodiodes p-n ​​krustojuma, tie sarauj un jonizē nekustīgu atomu kovalentās saites. Tas radīs jaunus elektronu caurumu pārus. Šo parādību sauc par fotoelektrisko efektu. Radītie elektroni tiek novirzīti n-tipa materiāla virzienā (jo n-tipa materiāla izsīkuma apgabals ir pozitīvi uzlādēts). Caurums tiek skenēts pret p-tipa materiālu (jo p-tipa materiāla izsīkuma apgabals ir negatīvi uzlādēts). Šī lādiņa plūsma noved pie fotostrāvas vai vienkāršas strāvas.
Citiem vārdiem sakot, fotodiodes uztver gaismu un ģenerē strāvu kā izeju. Fotodiodes ir pazīstamas arī kā fotoelektriskie sensori, fotodetektori vai gaismas detektori.