Een fotodiode geleidt in tegengestelde richting omdat hij onder omgekeerde voorspanning gevoelig is voor licht. Wanneer de fotodiode wordt blootgesteld aan licht, genereren fotonen elektronen-gatparen in het uitputtingsgebied. Deze ladingsdragers worden snel over de kruising geveegd door het elektrische veld dat aanwezig is in de omgekeerde voorspanningstoestand, wat resulteert in een fotostroom die evenredig is met de intensiteit van het invallende licht. Bij voorwaartse voorspanning wordt het elektrische veld verminderd en reageert de fotodiode minder op licht, waardoor deze niet effectief is voor het detecteren van lichtsignalen.
De fotodiode werkt in tegengestelde richting omdat deze configuratie het vermogen om licht te detecteren vergroot. In tegengestelde richting wordt het uitputtingsgebied breder, waardoor een groter volume ontstaat waar licht elektronen-gatparen kan creëren. De omgekeerde bias creëert ook een sterk elektrisch veld dat deze paren snel scheidt, waardoor een meetbare stroom wordt gegenereerd die overeenkomt met de intensiteit van het licht. Voorwaartse bias vermindert de breedte van het uitputtingsgebied en de sterkte van het elektrische veld, waardoor de gevoeligheid van de fotodiode voor licht afneemt.
Fotodiodes zijn doorgaans omgekeerd bevooroordeeld omdat deze voorspanningsconditie hun gevoeligheid en responstijd op licht maximaliseert. In tegengestelde richting is het elektrische veld in het uitputtingsgebied sterk, wat de snelle scheiding en verzameling van door foto’s gegenereerde dragers mogelijk maakt. Dit resulteert in een hogere en nauwkeurigere fotostroom, waardoor omgekeerde voorspanning de voorkeursmodus wordt voor toepassingen die nauwkeurige en efficiënte lichtdetectie vereisen, zoals bij optische communicatie en detectie.
Een fotodiode heeft altijd een omgekeerde voorspanning wanneer deze als fotodetector wordt gebruikt, om ervoor te zorgen dat deze met maximale gevoeligheid en snelheid werkt. De omgekeerde bias creëert een breed uitputtingsgebied en een sterk elektrisch veld, die essentieel zijn voor het efficiënt genereren en verzamelen van ladingsdragers geproduceerd door invallende fotonen. Hierdoor kan de fotodiode een stroom produceren die direct evenredig is met de lichtintensiteit, waardoor deze zeer effectief is voor het omzetten van lichtsignalen in elektrische signalen.
Het bedienen van een fotodiode met tegengestelde bias is noodzakelijk om optimale prestaties te bereiken in termen van gevoeligheid en responstijd. De omgekeerde bias-conditie zorgt voor een breed uitputtingsgebied en een sterk elektrisch veld, die cruciaal zijn voor de efficiënte omzetting van licht in elektrische stroom. Het voorspanningscircuit van een verlichte fotodiode omvat doorgaans een sperspanningsbron die over de diode is aangesloten, waarbij de anode is aangesloten op de negatieve aansluiting en de kathode op de positieve aansluiting. De karakteristieke curven van een fotodiode onder verlichting tonen een lineaire toename van de fotostroom bij toenemende lichtintensiteit, wat de directe relatie aantoont tussen blootstelling aan licht en elektrische output.