Un fotodiodo tiene polarización inversa mientras que un LED tiene polarización directa debido a sus diferentes funciones y principios operativos. Un fotodiodo está diseñado para detectar luz y su polarización inversa mejora su sensibilidad. En polarización inversa, la región de agotamiento se amplía, lo que permite la generación y separación eficiente de pares electrón-hueco cuando los fotones de luz inciden en el fotodiodo. Esto da como resultado una fotocorriente medible proporcional a la intensidad de la luz. Un LED, por el contrario, está diseñado para emitir luz. En polarización directa, la corriente fluye a través del LED, lo que hace que los electrones se recombinen con los agujeros en la región de agotamiento, liberando energía en forma de luz. Este proceso no ocurre en polarización inversa, lo que hace que la polarización directa sea necesaria para que los LED funcionen.
Un fotodiodo funciona con polarización inversa porque esta configuración mejora su capacidad para detectar luz al crear una gran región de agotamiento y un fuerte campo eléctrico, que son esenciales para la generación y recolección eficiente de portadores de carga fotogenerados. Si bien la corriente en polarización directa es mucho mayor que en la polarización inversa, esta corriente no está relacionada con la detección de luz sino con el flujo natural de los portadores de carga debido al voltaje aplicado. En polarización inversa, la fotocorriente generada es directamente proporcional a la intensidad de la luz, lo que permite una medición y detección precisas.
Un fotodiodo no funciona eficazmente con polarización directa porque su función principal es detectar la luz, lo que requiere una configuración que maximice la sensibilidad a la luz. En la polarización directa, la región de agotamiento es estrecha y el campo eléctrico es débil, lo que lleva a una separación ineficiente de los pares electrón-hueco fotogenerados. Esto da como resultado una fotocorriente baja e inconsistente que no es adecuada para una detección de luz precisa. La polarización inversa, con su región de agotamiento más grande y su campo eléctrico más intenso, proporciona las condiciones óptimas para la detección de luz.
Un LED no se utiliza con polarización inversa porque está diseñado para emitir luz con polarización directa. En polarización directa, el LED permite que la corriente fluya a través del dispositivo, lo que provoca la recombinación de huecos de electrones en la región de agotamiento y da como resultado la emisión de luz. En polarización inversa, el LED bloquea el flujo de corriente, impidiendo el proceso de recombinación y, por tanto, no emite luz. La estructura y los materiales de los LED están optimizados para la emisión de luz en condiciones de polarización directa, lo que hace que la operación de polarización inversa sea ineficaz.
Un diodo LED tiene polarización directa cuando se utiliza para su función principal de emitir luz. En polarización directa, el LED permite el paso de la corriente, lo que facilita la recombinación de electrones y huecos en la región de agotamiento, lo que libera energía en forma de fotones, produciendo luz. La polarización inversa de un LED evita el flujo de corriente y el proceso de recombinación, por lo que no emite luz en estas condiciones. La polarización directa es esencial para el funcionamiento del LED como fuente de luz.