Um fotodiodo é operado em polarização reversa porque esta configuração maximiza sua sensibilidade à luz. Na polarização reversa, o campo elétrico através da região de depleção é forte, permitindo a separação e coleta eficiente de pares elétron-buraco gerados por fótons de luz incidente. Isso resulta em uma fotocorrente que é diretamente proporcional à intensidade da luz, permitindo uma detecção de luz precisa e precisa. A ampla região de depleção na polarização reversa também aumenta a capacidade do fotodiodo de detectar baixos níveis de luz, tornando-o altamente eficaz para aplicações em detecção óptica e comunicação.
O fotodiodo não funciona efetivamente na polarização direta porque, neste modo, sua função primária de detecção de luz fica comprometida. Na polarização direta, a região de depleção é estreita e o campo elétrico é fraco, o que leva à separação ineficiente dos pares elétron-buraco fotogerados. Isso resulta em uma fotocorrente baixa e inconsistente, tornando-a inadequada para detecção precisa de luz. A polarização direta facilita principalmente o fluxo de corrente devido à tensão aplicada, em vez da geração de uma fotocorrente em resposta à luz.
Os fotodiodos são preferencialmente operados sob polarização reversa, apesar do fato de que a corrente na polarização direta é geralmente mais alta. Esta preferência se deve à natureza da detecção de luz, que depende da corrente fotogerada e não da corrente de polarização aplicada. Na polarização reversa, a corrente do fotodiodo se deve principalmente à luz incidente, tornando-o uma medida confiável da intensidade da luz. A corrente mais alta na polarização direta não está relacionada à detecção de luz e não fornece informações úteis para aplicações que exigem medição precisa dos níveis de luz.
Diodos de polarização reversa são usados para aproveitar as propriedades da região de depleção e do campo elétrico criado na polarização reversa. Em fotodiodos, a operação de polarização reversa é essencial para uma detecção eficaz de luz. Outros tipos de diodos, como os diodos Zener, também são usados em polarização reversa por suas propriedades de regulação de tensão. Na polarização reversa, o diodo Zener mantém uma tensão de saída estável apesar das variações na tensão de entrada, tornando-o útil em circuitos de alimentação para fornecer uma tensão de referência constante.
O fotodiodo é um tipo de diodo que opera no modo de polarização reversa. Este modo de operação é crucial para sua função como detector de luz, pois permite a geração e separação eficiente de portadores de carga fotogerados. Outros diodos, como os diodos Zener, também são comumente usados em polarização reversa por suas capacidades de regulação de tensão. Em cada caso, a operação de polarização reversa é adaptada à funcionalidade específica necessária, seja detecção de luz em fotodiodos ou estabilização de tensão em diodos Zener.