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光电效应的实验装置如下图所示。光电管的阳A接高电位，阴K接低电位，则阳和阴之间有一加速电场，电场方向由A指向K。之间的电压由电压表V读出，电压的大小由电位器R给定。图中，G是灵敏电流计。实验指出，当阴没有受到光照射时，电路中几乎没有电流；当阴受到光照射时，电路中就立即有电流出现。光照多久，电流就维持多久；光照停止，电流也就消失。这就说明当光照射时，有电子从光电阴逸出。在加速电场作用下，电子飞向阳，从而在回路中形成光电流。
基于此效应的光电器件有光电池、太阳电池、光敏二管和光敏三管等。通过设计和制造工艺，使光电池工作在无外接电源下，则以光伏效应工作。光敏管工作在反向偏压下，则同时存在光导效应和光伏效应。它们输出的光电流与光照强度均具有线性关系。光电磁效应（简称PEM效应）半导体受强光照射，并在光照垂直方向外加磁场时，垂直于光和磁场的半导体两端面间产生电势的现象称为光电磁效应。它可以看成是光扩散电流的霍尔效应。
几种硅光电二管的典型光谱响应。可以注意到，光电二管在900纳米附近的近红外范围内 具有高的敏感度，而在横跨400纳米～700纳米的可见光范围内具有非线性的敏感度。 由于标准的硅响应的缘故，从摄像机中去掉IR滤波器会增加近红外的灵敏度。(光谱数据图像的使用已获得OSI光电股份有限公司的许可)注意，当读入原始数据，并将该数据离散化成数字像素时，会导致硅光谱响应。传感器制造商在这个区域做了设计补偿，然而，当根据应用标定摄像机系统并设计传感器处理方法时，应该考虑传感器的颜响应。