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纯半导体器件在灯源照射下，其禁带中的电子元器件遭到机械能超出或等于禁带宽度Eg（eV）的光子美容的激发，由价带越过禁带自由电子到导带，变为自由电子。一块儿，价带也因此而造成随便空蚀。造成纯半导体器件中导带的电子元器件和价带的空蚀质量浓度扩张，半导体器件电阻器降低。得出图（a）图例。电子元器件和空蚀统称为载流子。她们在端电压作用下均可造成光电流。当光照停止后，自由电子被缺失电子元器件的分子结构虏获，变阻器又修补固定资产原值。能使价带电子元器件自由电子到导带的光谱分析仪层面中，其很大的光波长λ0（nm）称作截止波长，λ0≈1240/Eg。
传感器光电二管元件图像传感器的关键在于光电二管的大小或元件的大小。使用小光电二管的传感器元件所捕获的光子数量没有使用大的光电二管多。如果元件尺寸小于可捕获的可见光波长(如长度为400纳米的蓝光)，那么为了校正图像颜，在传感器设计中克服其他问题。传感器厂商花费大量精力来设计优化元件大小，以确保的颜能同等成像(如图3所示)。在端的情况下，由于缺乏累积的光子和传感器读出噪声，小的传感器可能对噪声更加敏感。如果二发光管传感器元件太大，那么硅材料的颗粒大小和费用会增加，这没有优势可言。一般商业传感器设备具有的传感器元件大小至少为1平方微米，每个生产厂商会不同，但为了满足某些的需求会有一些折中。
光电效应的实验装置物质在光的作用下释放出电子，这种现象叫光电效应。光电效应通常又分为外光电效应和内光电效应两大类。在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。受光照物体电导率发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。内光电效应又可分为以下两大类。在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电阻率的变化，这种现象称为光电导效应。大多数的高电阻率半导体都具有光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻（也称光电导管），其常用的材料有硫化镉（CdS）、硫化铅（PbS）、锑化铟（InSb）、非晶硅（a-Si:H）等。