Діод складається з PN-переходу, і фотодіод може перетворювати оптичний сигнал в електричний, як показано нижче:
Зазвичай ковалентний зв'язок іонізується, коли PN-перехід освітлюється світлом. Це створює дірки та електронні пари. Фотострум генерується за рахунок генерації електронно-діркових команд. Коли фотони з енергією понад 1,1 еВ потрапляють на діод, утворюються електронно-діркові пари. Коли фотон потрапляє в збіднену область діода, він потрапляє на атом з високою енергією. Це призводить до вивільнення електронів з атомної структури. Після вивільнення електронів утворюються вільні електрони та дірки. Загалом, електрони заряджені негативно, а дірки заряджені позитивно. Вичерпана енергія матиме вбудоване електричне поле. Через це електричне поле електрон-діркова пара знаходиться далеко від PN-переходу. Тому дірки рухаються до анода, а електрони рухаються до катода, створюючи фотострум.
.
Матеріал фотодіода визначає багато його характеристик. Основною характеристикою є хвиля світла, на яку реагує фотодіод, а іншою є рівень шуму, обидва з яких залежать головним чином від матеріалів, використаних у фотодіоді. Різні матеріали використовують різну реакцію на довжину хвилі, оскільки лише фотони з достатньою енергією можуть збуджувати електрони в забороненій зоні матеріалу та генерувати значну потужність для генерування струму від фотодіода.
.
Хоча чутливість матеріалів до довжини хвилі є значною, ще одним параметром, який може суттєво впливати на продуктивність фотодіодів, є рівень створюваного шуму. Через більшу ширину забороненої зони кремнієві фотодіоди створюють менше шуму, ніж германієві фотодіоди. Однак також необхідно враховувати довжину хвилі фотодіода, і германієвий фотодіод повинен використовуватися для довжин хвиль більше 1000 нм.
.
Вище наведено пояснення знань щодо діода, надане компанією Shenzhen HDV Phoelectron Technology Co., Ltd., яка є виробником оптичних комунікацій і виробляє комунікаційні продукти. Вітаю васзапит.