Un fotodiodo funciona con polarización inversa porque esta configuración maximiza su sensibilidad a la luz. En polarización inversa, el campo eléctrico a través de la región de agotamiento es fuerte, lo que permite una separación y recolección eficiente de pares electrón-hueco generados por fotones de luz incidentes. Esto da como resultado una fotocorriente que es directamente proporcional a la intensidad de la luz, lo que permite una detección de luz precisa y exacta. La amplia región de agotamiento en polarización inversa también mejora la capacidad del fotodiodo para detectar niveles bajos de luz, lo que lo hace altamente efectivo para aplicaciones en detección óptica y comunicación.
El fotodiodo no funciona eficazmente en polarización directa porque, en este modo, su función principal de detección de luz se ve comprometida. En polarización directa, la región de agotamiento es estrecha y el campo eléctrico es débil, lo que conduce a una separación ineficiente de los pares electrón-hueco fotogenerados. Esto da como resultado una fotocorriente baja e inconsistente, lo que la hace inadecuada para una detección de luz precisa. La polarización directa facilita principalmente el flujo de corriente debido al voltaje aplicado en lugar de la generación de una fotocorriente en respuesta a la luz.
Los fotodiodos funcionan preferiblemente con polarización inversa a pesar de que la corriente en polarización directa es generalmente mayor. Esta preferencia se debe a la naturaleza de la detección de luz, que se basa en la corriente fotogenerada en lugar de la corriente de polarización aplicada. En polarización inversa, la corriente del fotodiodo se debe principalmente a la luz incidente, lo que lo convierte en una medida confiable de la intensidad de la luz. La corriente más alta en polarización directa no está relacionada con la detección de luz y no proporciona información útil para aplicaciones que requieren una medición precisa de los niveles de luz.
Los diodos de polarización inversa se utilizan para aprovechar las propiedades de la región de agotamiento y el campo eléctrico creado en polarización inversa. En los fotodiodos, la operación de polarización inversa es esencial para una detección de luz eficaz. Otros tipos de diodos, como los diodos Zener, también se utilizan en polarización inversa por sus propiedades de regulación de voltaje. En polarización inversa, el diodo Zener mantiene un voltaje de salida estable a pesar de las variaciones en el voltaje de entrada, lo que lo hace útil en circuitos de suministro de energía para proporcionar un voltaje de referencia constante.
El fotodiodo es un tipo de diodo que funciona en modo de polarización inversa. Este modo de operación es crucial para su función como detector de luz, ya que permite la generación y separación eficiente de portadores de carga fotogenerados. Otros diodos, como los diodos Zener, también se utilizan comúnmente en polarización inversa por sus capacidades de regulación de voltaje. En cada caso, la operación de polarización inversa se adapta a la funcionalidad específica requerida, ya sea detección de luz en fotodiodos o estabilización de voltaje en diodos Zener.