由於i層為輕摻雜，在零偏壓或低的反偏電壓下，該層處於完全耗盡的狀態；鑑於兩側均為重摻雜區，因此器件的空間電荷區主要集中在i層中，具體如下圖所示。從圖中可以看出，耗盡區主要集中在中間i層中，且該層中電場ε近似為常數。由此看來，兩側重摻雜區的少數載流子擴散長度相對要小，所以pin型光電二極體中大部分的光電流主要是由中間耗盡區產生的光生載流子組成。
pin型光電二極體是使用最廣泛的光電探測器之一，其優點在於i層具有顯著的設計空間。例如，通過控制i層的寬度等於待測波長吸收係數的倒數，可以實現器件對該波段的最大響應。由於大部分的光電流在i區中產生，所以其頻率響應速度比傳統的pn結光電探測器要大得多。在耗盡的i區中，強電場ε的存在使得光生載流子高效、迅速的分離、收集，以此獲得高頻率響應，具體可參考如下公式，其中wi是i區寬度，vsat是飽和速度。
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以上內容選自semiconductor device fundamentals, [美] robert f. pierret.
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