フォトダイオードは光センサーと呼ばれるものの一部で、素子のPN接合部に光を照射すると電流や電圧が発生する。構造は一般のダイオードと同様に、P型半導体とN型半導体のPN接合で構成される。N型半導体には動きやすい電子が多いため、その一部がP型半導体に移動して正孔と結合し電荷を打ち消し合い、空乏層と呼ばれる領域がでる。空乏層のN型半導体では電子がなくなるので＋に、P型半導体では正孔がなくなるので－に帯電し、内部電界が発生する。空乏層に光を照射すると、そのエネルギーを得て電子と正孔が発生し、内部電界により電子はN型半導体側の電極へ、正孔はP型半導体側の電極へ移動し電力が発生する。これを光起電力という。