Een fotodiode wordt in tegengestelde richting gebruikt omdat deze configuratie de gevoeligheid voor licht maximaliseert. In tegengestelde richting is het elektrische veld in het uitputtingsgebied sterk, waardoor een efficiënte scheiding en verzameling van elektron-gatparen mogelijk wordt gemaakt die worden gegenereerd door invallende lichtfotonen. Dit resulteert in een fotostroom die direct evenredig is met de lichtintensiteit, waardoor nauwkeurige en nauwkeurige lichtdetectie mogelijk is. Het brede uitputtingsgebied in tegengestelde richting verbetert ook het vermogen van de fotodiode om lage lichtniveaus te detecteren, waardoor deze zeer effectief wordt voor toepassingen in optische detectie en communicatie.
De fotodiode werkt niet effectief in voorwaartse richting, omdat in deze modus de primaire functie van lichtdetectie wordt aangetast. Bij voorwaartse bias is het uitputtingsgebied smal en is het elektrische veld zwak, wat leidt tot een inefficiënte scheiding van foto-gegenereerde elektron-gatparen. Dit resulteert in een lage en inconsistente fotostroom, waardoor het ongeschikt is voor nauwkeurige lichtdetectie. De voorwaartse bias vergemakkelijkt in de eerste plaats de stroomstroom als gevolg van de aangelegde spanning in plaats van het genereren van een fotostroom als reactie op licht.
Fotodiodes worden bij voorkeur in tegengestelde richting bedreven, ondanks het feit dat de stroom in voorwaartse richting over het algemeen hoger is. Deze voorkeur is te wijten aan de aard van lichtdetectie, die afhankelijk is van de foto-gegenereerde stroom in plaats van de aangelegde biasstroom. In omgekeerde richting is de stroom van de fotodiode voornamelijk te wijten aan het invallende licht, waardoor het een betrouwbare maatstaf voor de lichtintensiteit is. De hogere stroom in voorwaartse bias heeft geen betrekking op lichtdetectie en levert geen bruikbare informatie op voor toepassingen die een nauwkeurige meting van lichtniveaus vereisen.
Reverse bias-diodes worden gebruikt om te profiteren van de eigenschappen van het uitputtingsgebied en het elektrische veld dat in omgekeerde bias wordt gecreëerd. Bij fotodiodes is de omgekeerde bias-werking essentieel voor effectieve lichtdetectie. Andere soorten diodes, zoals zenerdiodes, worden ook in tegengestelde richting gebruikt vanwege hun spanningsregelende eigenschappen. In tegengestelde richting handhaaft de zenerdiode een stabiele uitgangsspanning ondanks variaties in de ingangsspanning, waardoor hij bruikbaar is in voedingscircuits voor het leveren van een constante referentiespanning.
De fotodiode is een type diode dat in de omgekeerde voorspanningsmodus wordt gebruikt. Deze werkingsmodus is cruciaal voor zijn functie als lichtdetector, omdat deze de efficiënte generatie en scheiding van fotogegenereerde ladingsdragers mogelijk maakt. Andere diodes, zoals zenerdiodes, worden ook vaak in tegengestelde richting gebruikt vanwege hun mogelijkheden voor spanningsregeling. In elk geval wordt de omgekeerde bias-werking afgestemd op de specifieke vereiste functionaliteit, of het nu gaat om lichtdetectie in fotodiodes of spanningsstabilisatie in zenerdiodes.