光电二极管和光电晶体管的常用光谱

光电二极管是一种双元件 P-N 或 PIN 结，通过透明体或外盖暴露在光线下。当光线照射到结时，会根据具体工作模式产生电流或电压。光电二极管有三种工作模式，具体取决于施加到该器件的偏置值。这些是光伏、光电导或雪崩二极管模式。

光电晶体管是一种与光电二极管相似的结半导体器件，其产生的电流与光强度成正比。这种器件可以认为是一种内置电流放大器的光电二极管。光电晶体管是一种 NPN 晶体管，其基极连接部分被光源所取代。

基极集电极结采用反向偏置，通过透明窗口暴露在外部光线下。该器件的基极集电极结会特意做得尽可能大，以使光电流达到最大。基极发射极结采用正向偏置，其集电极电流是入射光照度的函数。光线提供基极电流，通过正常的晶体管作用将其放大。在没有光照的情况下与光电二极管类似，会有小的暗电流流过。

光电二极管和光电晶体管对一系列波长的光波敏感。在有些情况下，这是设计考虑事项，例如，让人眼看不到具体操作。设计人员应了解光谱，以使器件与应用相匹配。

光谱范围为从长波长红外线 （IR） 延伸到短波长紫外线 （UV）（图 1）。可见光的波长介于两者之间。

图 1：电磁波谱的一部分，光谱横跨紫外线到红外线，中间部分是可见光谱。该表列出了可见光波长及其相关频率。（图片来源：Once Lighting（上）和 Art Pini（下））。

大多数光电器件都是使用纳米 （nm） 工作波长来指定的；很少使用频率值。

硅 （Si） 光电二极管往往对可见光敏感。红外敏感器件使用锑化铟 （InSb）、砷化镓铟 （InGaAs）、锗 （Ge） 或碲化镉汞 （HgCdTe）。紫外线敏感器件通常使用碳化硅 （SiC）。