Um fotodiodo conduz em polarização reversa porque, sob polarização reversa, é sensível à luz. Quando o fotodiodo é exposto à luz, os fótons geram pares elétron-buraco na região de depleção. Esses portadores de carga são rapidamente varridos pela junção pelo campo elétrico presente na condição de polarização reversa, resultando em uma fotocorrente que é proporcional à intensidade da luz incidente. Na polarização direta, o campo elétrico é reduzido e o fotodiodo torna-se menos responsivo à luz, tornando-o ineficaz na detecção de sinais luminosos.
O fotodiodo é operado em polarização reversa porque esta configuração aumenta sua capacidade de detectar luz. Na polarização reversa, a região de depleção se alarga, proporcionando um volume maior onde a luz pode criar pares elétron-buraco. A polarização reversa também cria um forte campo elétrico que separa rapidamente esses pares, gerando uma corrente mensurável que corresponde à intensidade da luz. A polarização direta reduz a largura da região de depleção e a força do campo elétrico, diminuindo a sensibilidade do fotodiodo à luz.
Os fotodiodos são normalmente polarizados reversamente porque essa condição de polarização maximiza sua sensibilidade e tempo de resposta à luz. Na polarização reversa, o campo elétrico através da região de depleção é forte, facilitando a rápida separação e coleta de portadores fotogerados. Isso resulta em uma fotocorrente mais alta e precisa, tornando a polarização reversa o modo preferido para aplicações que exigem detecção de luz precisa e eficiente, como em comunicação e detecção óptica.
Um fotodiodo é invariavelmente polarizado reversamente quando usado como fotodetector para garantir que opere com sensibilidade e velocidade máximas. A polarização reversa cria uma ampla região de depleção e um forte campo elétrico, que são essenciais para a geração e coleta eficiente de portadores de carga produzidos por fótons incidentes. Isto permite que o fotodiodo produza uma corrente diretamente proporcional à intensidade da luz, tornando-o altamente eficaz para converter sinais de luz em sinais elétricos.
Operar um fotodiodo com polarização reversa é necessário para obter desempenho ideal em termos de sensibilidade e tempo de resposta. A condição de polarização reversa garante uma ampla região de depleção e um forte campo elétrico, que são críticos para a conversão eficiente de luz em corrente elétrica. O circuito de polarização de um fotodiodo iluminado normalmente inclui uma fonte de tensão reversa conectada através do diodo, com o ânodo conectado ao terminal negativo e o cátodo ao terminal positivo. As curvas características de um fotodiodo sob iluminação mostram um aumento linear na fotocorrente com o aumento da intensidade da luz, demonstrando a relação direta entre a exposição à luz e a saída elétrica.