Fotodiody występują w kilku typach, każdy odpowiedni do różnych zastosowań w zależności od ich struktury i zasad działania. Jedna z powszechnych klasyfikacji opiera się na materiale zastosowanym w ich konstrukcji, takim jak fotodiody krzemowe (Si), które są szeroko stosowane ze względu na ich opłacalność i dostępność w różnych rozmiarach i konfiguracjach. Fotodiody krzemowe są wrażliwe na światło widzialne i bliską podczerwień i znajdują zastosowanie w komunikacji optycznej, detekcji światła i systemach obrazowania.
Fotodioda to urządzenie półprzewodnikowe, które pod wpływem fotonów przekształca światło w prąd elektryczny. Działa w oparciu o efekt fotowoltaiczny, podczas którego zaabsorbowane fotony tworzą w materiale półprzewodnikowym pary elektron-dziura, w wyniku czego przepływ prądu jest proporcjonalny do natężenia padającego światła. Oprócz krzemu do produkcji fotodiod wrażliwych na określone długości fal wykorzystuje się inne materiały, takie jak arsenek galu (GaAs) i arsenek galu indu (InGaAs), w tym fotodiody podczerwieni (IR) stosowane w telekomunikacji i wykrywaniu.
W komunikacji światłowodowej stosuje się kilka rodzajów fotodiod, w zależności od długości fali sygnałów optycznych, które mają wykrywać. Na przykład fotodiody krzemowe nadają się do fal w zakresie widzialnym i bliskiej podczerwieni, podczas gdy fotodiody InGaAs są stosowane do dłuższych fal w widmie podczerwieni. Fotodiody te są kluczowymi elementami odbiorników światłowodowych, przetwarzającymi sygnały optyczne z powrotem na sygnały elektryczne w celu przetwarzania i dalszej transmisji w sieciach komunikacyjnych.
Fotodioda jest klasyfikowana jako rodzaj czujnika, ponieważ wykrywa światło lub promieniowanie optyczne i przetwarza je na sygnał elektryczny. W przeciwieństwie do pasywnych czujników optycznych, które jedynie przepuszczają lub odbijają światło, fotodioda aktywnie generuje prąd elektryczny proporcjonalny do natężenia padającego światła. To sprawia, że fotodiody są cenne w zastosowaniach takich jak światłomierze, przełączniki optyczne, czytniki kodów kreskowych i instrumenty biomedyczne, gdzie konieczna jest precyzyjna detekcja i pomiar światła.
Fotodioda PIN i fotodioda lawinowa (APD) to wyspecjalizowane typy fotodiod zaprojektowanych pod kątem określonych właściwości użytkowych. Fotodioda PIN (gdzie PIN oznacza obszary typu p, wewnętrzne i typu n) ma wewnętrzną warstwę pomiędzy obszarami półprzewodnikowymi typu p i typu n. Zapewnia krótszy czas reakcji i niższy poziom szumów w porównaniu z konwencjonalnymi fotodiodami, dzięki czemu nadaje się do zastosowań wymagających dużej szybkości, takich jak komunikacja optyczna i fotometria. Natomiast fotodioda lawinowa (APD) działa pod wyższym napięciem polaryzacji wstecznej, powodując jonizację uderzeniową nośników ładunku w materiale półprzewodnikowym. Ten efekt mnożenia skutkuje wyższą czułością i niższym poziomem szumów, szczególnie w warunkach słabego oświetlenia lub w systemach komunikacji optycznej na duże odległości, gdzie słabe sygnały wymagają wzmocnienia przed wykryciem. APD są zatem wykorzystywane w zastosowaniach wymagających dużej czułości i zdolności zliczania fotonów, takich jak astronomia, lidar (wykrywanie i określanie odległości światła) oraz systemy szybkiej komunikacji optycznej.