כיצד פועלות פוטודיודות?

פנימית, לפוטודיודה יש ​​צומת ap-n, שנוצר כאשר חומר מוליך למחצה מסוג p- מתמזג עם חומר מוליך למחצה מסוג n-. לחומרים מוליכים למחצה מסוג P -יש חורים כנושאי מטען נעים חיוביים, בעוד לחומרים מוליכים למחצה מסוג n -יש אלקטרונים כנשאי מטען נעים שליליים.
בשל נוכחותם של מנשאים נעים עם מטענים מנוגדים בצמתים p-n, הם מנטרלים זה את זה ויוצרים אזורי דלדול בצומת. זה נקרא אזור דלדול מכיוון שאין לו נושאי מטען נעים. לחומר מסוג p- בצומת p-n אין חורים ולכן נושא מטען שלילי. באופן דומה, חלק המוליך למחצה מסוג n- בצומת ap-n טעון חיובי.
כאשר פוטונים (או אור) בעלי אנרגיה מספקת נופלים על צומת p-n ​​של פוטודיודה, הם נשברים ומייננים את הקשרים הקוולנטיים של אטומים לא תנועתיים. זה ייצור זוגות חורים אלקטרונים חדשים. תופעה זו נקראת האפקט הפוטואלקטרי. האלקטרונים הנוצרים נסחפים לעבר החומר מסוג n- (מכיוון שאזור הדלדול של החומר מסוג n- טעון חיובי). החור נסרק לכיוון החומר מסוג p-(מכיוון שאזור הדלדול של החומר מסוג p- מטען שלילי). זרימת מטען זו מובילה לפוטו-זרם או לזרם פשוט.
במילים אחרות, פוטודיודות חשות אור ומייצרות זרם כפלט. פוטודיודות ידועות גם כחיישנים פוטואלקטריים, גלאי צילום או גלאי אור.