הדיודה מורכבת מצומת PN, והפוטודיודה יכולה להמיר את האות האופטי לאות חשמלי, כפי שמוצג להלן:
בדרך כלל, הקשר הקוולנטי מיונן כאשר צומת ה-PN מואר באור. זה יוצר חורים וזוגות אלקטרונים. זרם הפוטו נוצר עקב יצירת צוותי חור אלקטרונים. כאשר פוטונים בעלי אנרגיה העולה על 1.1 eV פוגעים בדיודה, יווצרו זוגות אלקטרונים-חורים. כאשר פוטון נכנס לאזור המדולדל של הדיודה, הוא פוגע באטום באנרגיה גבוהה. זה גורם לשחרור אלקטרונים מהמבנה האטומי. לאחר שחרור האלקטרונים נוצרים אלקטרונים וחורים חופשיים. באופן כללי, אלקטרונים טעונים שלילי, וחורים טעונים חיובית. לאנרגיה המדולדלת תהיה שדה חשמלי מובנה. בגלל השדה החשמלי הזה, צמד האלקטרונים-חורים רחוקים מצומת ה-PN. לכן, החורים נעים לכיוון האנודה, והאלקטרונים נעים לכיוון הקתודה כדי ליצור זרם פוטו.
.
החומר של הפוטודיודה קובע רבים מהמאפיינים שלה. המאפיין המהותי הוא גל האור אליו מגיבה הפוטודיודה, והשני הוא רמת הרעש, שניהם תלויים בעיקר בחומרים המשמשים בפוטודיודה. חומרים שונים משתמשים בתגובות שונות לאורכי גל מכיוון שרק פוטונים בעלי אנרגיה מספקת יכולים לעורר אלקטרונים בפער הרצועה של החומר ולייצר כוח משמעותי ליצירת זרם מהפוטודיודה.
.
למרות שרגישות אורך הגל של חומרים היא משמעותית, פרמטר נוסף שעשוי להשפיע באופן משמעותי על ביצועי הפוטודיודות הוא רמת הרעש שנוצרת. בגלל פער הרצועות המשמעותי יותר שלהן, פוטו-דיודות סיליקון מייצרות פחות רעש מאשר פוטו-דיודות גרמניום. עם זאת, יש צורך לשקול גם את אורך הגל של הפוטודיודה, ויש להשתמש בפוטודיודת הגרמניום עבור אורכי גל ארוכים מ-1000 ננומטר.
.
האמור לעיל הוא הסבר הידע של דיודה שהביאה Shenzhen HDV Phoelectron Technology Co., Ltd., שהיא יצרנית תקשורת אופטית ומייצרת מוצרי תקשורת. ברוך הבא לחֲקִירָה.