Um fotodiodo é polarizado reversamente, enquanto um LED é polarizado diretamente devido às suas diferentes funções e princípios operacionais. Um fotodiodo é projetado para detectar luz e a polarização reversa aumenta sua sensibilidade. Na polarização reversa, a região de depleção se alarga, permitindo a geração e separação eficiente de pares elétron-buraco quando os fótons de luz atingem o fotodiodo. Isso resulta em uma fotocorrente mensurável proporcional à intensidade da luz. Um LED, por outro lado, foi projetado para emitir luz. Na polarização direta, a corrente flui através do LED, fazendo com que os elétrons se recombinem com lacunas na região de depleção, liberando energia na forma de luz. Este processo não ocorre na polarização reversa, tornando a polarização direta necessária para o funcionamento dos LEDs.
Um fotodiodo é operado em polarização reversa porque esta configuração aumenta sua capacidade de detectar luz, criando uma grande região de depleção e um forte campo elétrico, que são essenciais para a geração e coleta eficiente de portadores de carga fotogerados. Embora a corrente na polarização direta seja muito maior do que na polarização reversa, esta corrente não está relacionada à detecção de luz, mas sim ao fluxo natural de portadores de carga devido à tensão aplicada. Na polarização reversa, a fotocorrente gerada é diretamente proporcional à intensidade da luz, permitindo medição e detecção precisas.
Um fotodiodo não funciona efetivamente na polarização direta porque sua função principal é detectar luz, o que requer uma configuração que maximize a sensibilidade à luz. Na polarização direta, a região de depleção é estreita e o campo elétrico é fraco, levando à separação ineficiente dos pares elétron-buraco fotogerados. Isso resulta em uma fotocorrente baixa e inconsistente que não é adequada para detecção precisa de luz. A polarização reversa, com sua região de depleção maior e campo elétrico mais forte, fornece as condições ideais para detecção de luz.
Um LED não é usado em polarização reversa porque foi projetado para emitir luz quando polarizado diretamente. Na polarização direta, o LED permite que a corrente flua através do dispositivo, causando recombinação elétron-buraco na região de depleção e resultando na emissão de luz. Na polarização reversa, o LED bloqueia o fluxo de corrente, impedindo o processo de recombinação e, portanto, não emitindo luz. A estrutura e os materiais dos LEDs são otimizados para emissão de luz sob condições de polarização direta, tornando a operação de polarização reversa ineficaz.
Um diodo LED é polarizado diretamente quando usado para sua função principal de emitir luz. Na polarização direta, o LED permite a passagem da corrente, facilitando a recombinação de elétrons e lacunas na região de depleção, que libera energia na forma de fótons, produzindo luz. A polarização reversa de um LED evita o fluxo de corrente e o processo de recombinação, portanto não emite luz nessas condições. A polarização direta é essencial para a operação do LED como fonte de luz.