Як працюють фотодіоди?

Всередині фотодіод має перехід ap-n, який утворюється, коли напівпровідниковий матеріал типу p- з’єднується з напівпровідниковим матеріалом типу n-. Напівпровідникові матеріали типу P- містять дірки як позитивні рухомі носії заряду, тоді як напівпровідникові матеріали типу n- мають електрони як негативні рухомі носії заряду.
Завдяки наявності в p-n-переходах рухомих носіїв заряду з протилежними зарядами вони нейтралізують один одного й утворюють на стику області збіднення. Її називають областю виснаження, тому що вона не має рухомих носіїв заряду. Матеріал p-типу в p-n-переході не має отворів і тому несе негативний заряд. Так само напівпровідникова частина типу n- в p-n-переході є позитивно зарядженою.
Коли фотони (або світло) з достатньою енергією падають на p-n-перехід фотодіода, вони розривають та іонізують ковалентні зв’язки нерухомих атомів. Це створить нові електронно-діркові пари. Це явище називається фотоефектом. Згенеровані електрони спрямовуються до матеріалу типу n- (оскільки область збіднення матеріалу типу n- заряджена позитивно). Дірка сканується в бік матеріалу типу p- (оскільки збіднена область матеріалу типу p- заряджена негативно). Цей потік заряду призводить до фотоструму або простого струму.
Іншими словами, фотодіоди сприймають світло і генерують вихідний струм. Фотодіоди також відомі як фотоелектричні датчики, фотодетектори або детектори світла.