Kuinka valodiodit toimivat?

Sisäisesti valodiodissa on ap-n-liitos, joka muodostuu, kun p--tyypin puolijohdemateriaalia sulatetaan n--tyypin puolijohdemateriaaliin. P--tyypin puolijohdemateriaaleissa on reiät positiivisina liikkuvina varauksenkantajina, kun taas n--tyypin puolijohdemateriaaleissa elektronit ovat negatiivisia liikkuvia varauksenkantajia.
Koska p-n-liittymissä on vastakkaisia ​​varauksia omaavia liikkuvia kantoaaltoja, ne neutraloivat toisiaan ja muodostavat risteyksessä tyhjennysalueita. Sitä kutsutaan tyhjennysalueeksi, koska siinä ei ole liikkuvia varauksenkantajia. P--tyypin materiaalissa p-n-liitoksessa ei ole reikiä ja siksi siinä on negatiivinen varaus. Samoin ap-n-liitoksessa oleva n--tyyppinen puolijohdeosa on positiivisesti varautunut.
Kun riittävän energian omaavat fotonit (tai valot) putoavat valodiodin p-n-liitokseen, ne rikkovat ja ionisoivat liikkumattomien atomien kovalenttiset sidokset. Tämä synnyttää uusia elektronireikäpareja. Tätä ilmiötä kutsutaan valosähköiseksi efektiksi. Syntyneet elektronit pyyhkäisevät kohti n--tyypin materiaalia (koska n--tyypin materiaalin ehtymisalue on positiivisesti varautunut). Reikä skannataan p--tyypin materiaalia kohti (koska p--tyypin materiaalin tyhjennysalue on negatiivisesti varautunut). Tämä varausvirta johtaa valovirtaan tai yksinkertaiseen virtaan.
Toisin sanoen valodiodit havaitsevat valon ja tuottavat virtaa ulostulona. Valodiodit tunnetaan myös valosähköisinä antureina, valoilmaisimina tai valoilmaisimina.