Por que o fotodiodo é operado em polarização reversa?

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.