光電效應當電子從外界獲得能量時將會跳到較高的能階，獲得的能量越多跳的能階也越高，電子處在較高的能階時并不穩(wěn)定，很快就會把獲得的能量釋放回到原來的能階。如果電子獲得的能量夠高就擺脫原子核的束縛成為自由電子，電子空出來的位置則稱為空穴。自由電子可能會因為摩擦或碰撞等因素損失能量，后受到空穴的吸引而復合。光電器件主要有：利用半導體光敏特性工作的光電導器件、利用半導體光伏打效應工作的光電池和半導體發(fā)光器件等。例如，硅的外層電子要成為自由電子需要吸收1.1ev的能量，當硅外層電子吸收到的光能量超過1.1ev時將會產(chǎn)生自由電子及空穴

在硅中加入五價原子后稱之為N型半導體，加入三價原子后稱之為P型半導體。N型半導體及P型半導體雖然帶有自由電子或空穴但本身仍然保持電中性，如果N型半導體及P型半導體內(nèi)雜質(zhì)濃度均勻分布則內(nèi)部沒有電場存在。若將N型半導體及P型半導體接和在一起，會因為兩邊自由電子與空穴的濃度不同產(chǎn)生擴散。載流子就是由半導體原子逸出來的電子及其留下的空位-----空穴。N型半導體中自由電子濃度較高，因此自由電子由N型半體向P型半導體擴散，同樣的空穴會由P型半導體向N型半導體擴散。

傳感器技術中很重要的一類稱為光傳感器。光傳感器通常是指紫外到紅外波長范圍的傳感器，其類型可分為量子探測器和熱探測器兩類。本實驗將介紹常用的量子探測器或稱光子探測器，它是利用材料的光電效應制作成的探測器，故也稱為光電轉(zhuǎn)換器。其主要參數(shù)有響應度(靈敏度)、光譜響應范圍、響應時間和可探測的1小輻射功率等。光電轉(zhuǎn)換器件主要是利用光電效應將光信號轉(zhuǎn)換成電信號。顯然,給耦合器輸入一個電信號，發(fā)光器件就發(fā)光,光被光接收1器件接收后，又轉(zhuǎn)成換成電信號輸出。自光電效應發(fā)現(xiàn)至今，光電轉(zhuǎn)換器件獲得了突飛猛進的發(fā)展，目前各種光電轉(zhuǎn)換器件已廣泛地應用在各行各業(yè)。