光敏二极管是最常见的光传感器 。光敏二极管的外型与一般二极管一样，只是它的管壳上开有一个嵌着玻璃的窗口，以便于光线射入，为增加受光面积，PN结的面积做得较大，光敏二极管工作在反向偏置的工作状态下，并与负载电阻相串联，当无光照时，它与普通二极管一样，反向电流很小（<μA），称为光敏二极管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子 。在外电场的作用下，光电载流子参于导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流 。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号 。
光敏三极管除了具有光敏二极管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能 。光敏三级管的外型与一般三极管相差不大，一般光敏三极管只引出两个极——发射极和集电极，基极不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入 。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收 。工作时集电结反偏，发射结正偏 。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三极管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基极产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，集电极电流Ic=（1+β）Ib，可见光电三极管要比光电二极管具有更高的灵敏度 。
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光电传感器是采用光电元件作为检测元件的传感器 。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号 。光电传感器一般由光源、光学通路和光电元件三部分组成 。光电传感器原理是通过把光强度的变化转换成电信号的变化来实现控制的 。光电传感器在一般情况下，有三部分构成，它们分为：发送器、接收器和检测电路 。发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管 。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度 。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成 。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等 。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号和应用该信号 。此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维 。
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