光电二极管是用于将光转换为电能的半导体。也称为光电探测器、光传感器或光探测器，它们由于其特定的设计和结构而能够执行此功能。光电二极管最基本、最重要的部分之一是 pn 结。这是两层半导体材料之间的空间，p 型层具有大量空穴，而 n 型层充满电子。尽管光电二极管有多种类型，但这是器件设计的一致元素，通常称为耗尽层。当设备没有检测到光时，设备内产生的电流非常少(通常接近于零)。这被称为光电二极管的“暗电流”，并且会随着设备灵敏度的增加而减少。当设备检测到光能(通常高于称为带隙的特定设定水平)时，会产生新的空穴和电子，从而在 pn 结中产生电流。

光电二极管是许多基于光的测量中最流行的传感器类型之一。吸收光谱和发射光谱、颜色测量、浊度、气体检测等应用都依赖光电二极管进行精密光测量。光电二极管产生与照射其活动区域的光成比例的电流。大多数测量应用涉及使用跨阻放大器将光电二极管电流转换为输出电压。图 1 显示了该电路的简化原理图。

光电探测器光谱响应的一些典型限制因素是：许多类型的探测器，例如所有光电发射探测器和所有包含 ap-n 结的半导体探测器，仅适用于高于一定水平的光子能量。该条件转化为某个最大光波长。热探测器不会出现这种限制，因此可以表现出非常宽广且平滑的光谱响应。

传感器(IR 传感器)是一种对辐射敏感的光电元件，其光谱灵敏度在红外波长范围 780 nm … 50 ?m 内。红外传感器现在广泛用于运动探测器，在建筑服务中用于打开灯或在警报系统中用于检测不受欢迎的客人。在规定的角度范围内，传感器元件检测由于人的移动而随时间和空间变化的热辐射(红外辐射)。这种红外传感器只需满足相对较低的要求，并且是低成本批量生产的产品。InfraTec 不供应此类产品，InfraTec 开发、生产和销售热释电探测器。

将 PN 结器件放置在玻璃材料中，使光能可以通过，就构成了光电二极管，如下图所示。除PN结外，玻璃材料的其他部分都涂成黑色或金属化，因为光只照射到PN结。电路中的电流以mA 为单位，可以通过电流表测量。光电二极管在现实生活中具有许多应用，因为它们对光照射表现出线性响应。一些突出的应用是：产生的电流与照度成正比。因此它们可以用作光电探测器来检测电信号。检测电路。例如，检测建筑物中的火灾和烟雾。用于太阳能电池板，将光转换为电能。在91599金沙游艺场的房子里，光盘播放器、电视和遥控器也有内置的光电探测器。

红外技术不仅应用于日常生活，也应用于工业中，具有不同的用途。例如，电视使用红外传感器来理解从遥控器发送的信号。红外传感器的主要优点是功耗低、设计简单且功能方便。人眼无法察觉红外信号。电磁波谱中的红外辐射存在于可见光和微波区域。通常，这些波的波长范围为 0.7 ?m 5 至 1000 ?m。红外光谱可分为近红外、中红外和远红外三个区域。近红外区的波长范围为0.75 – 3μm，中红外区的波长范围为3至6μm，远红外区的红外辐射波长高于6μm。

红外探测器是带有光电管的小型微芯片，可调谐以侦听红外光。它们几乎总是用于远程控制检测 - 每台电视和 DVD 播放器的前面都有一个用于监听来自答题器的红外信号。遥控器内部有一个匹配的红外 LED，它会发出红外脉冲来告诉电视打开、关闭或更改频道。人眼看不到红外光，这意味着测试设置需要更多的工作。与CdS 光电池之间有一些区别：红外探测器专门过滤了红外光，它们不擅长检测可见光。另一方面，光电管擅长检测黄/绿可见光，不擅长检测红外光。

　红外发光二极管 (IR LED) 是一种固态发光 (SSL) 器件，可产生红外波段或电磁辐射光谱范围内的光。红外 LED 可以经济高效地产生红外光，即 700 nm 至 1mm 范围内的电磁辐射。各种IR LED可以产生不同波长的红外光，就像不同的LED产生不同颜色的光一样。IR LED 在许多类型的电子产品中也很有用，例如电视遥控器和许多其他电子产品。它们甚至用于相机;这些红外摄像机像聚光灯一样使用红外 LED，同时肉眼看不见。对 IR LED 的需求源于其多功能性。例如，IR LED 与多种不同类型的传感器结合使用，通常用于机器对机器环境和发射物联网 (IoT) 应用。

光检测器是电流电压转换器。FET 输入运算放大器可防止光电二极管加载，并且输出端的电压与光电二极管中的电流成正比。只要光电二极管对光的响应是线性的，输出电压就与落在光电二极管上的光成正比。光电二极管由一个在反向偏压下工作的有源pn 结组成。当光照射到结处时，会流过与照度成正比的反向电流。对光的线性响应使其成为某些应用中有用的光电探测器的元件。

?当暴露在光下时，光电二极管会产生与光强度成正比的电流。这种光产生的电流与普通二极管或 LED 中的电流方向相反。随着更多光子撞击光电二极管，电流增加，导致二极管两端产生电压。随着二极管两端电压的增加，线性度降低。 除了发光之外，LED 还可用作光电二极管光传感器/检测器。此功能可用于多种应用，包括环境光水平传感器和双向通信。作为光电二极管，LED 对等于或短于其发射的主波长的波长敏感。绿色 LED 对蓝光和某些绿光敏感，但对黄光或红光不敏感。

光电二极管与 LED 完全相反。光电二极管不发射光，而是吸收光并产生电流。如果向光电二极管施加电压，则电流可以增加，这是一个称为偏置的过程。从技术上讲，光电二极管是反向偏置的，这意味着电压通过光电二极管从阴极传输到阳极，这与 LED 的方向相反。同样，产生的电流称为反向电流，产生的电流量取决于光的亮度。光电二极管非常有用，因为它与一些其他组件一起可以充当光敏开关，可以打开或关闭电路的一部分。

红外接收头是一种测量和检测周围环境中红外辐射的电子设备。红外辐射是由一位名叫威廉·赫歇尔的天文学家在1800年偶然发现的。在测量每种颜色的光(由棱镜分隔)的温度时，他注意到红光之外的温度最高。红外线对人眼来说是不可见的，因为它的波长比可见光长(尽管它仍然处于相同的电磁频谱上)。任何散发热量的物体(所有温度高于五开氏度的物体)都会发出红外线辐射。