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光電二極管常用作光探測器。這種裝置包含一個(gè)p-n結(jié)，并且通常在n和p層中間有一層本征層。具有本征層的裝置稱為PIN型光電二極管。耗盡層或者本征層吸收光后產(chǎn)生電子-空穴對，它們對光電流有貢獻(xiàn)。在很大的功率范圍內(nèi)，光電流都是與吸收光強(qiáng)嚴(yán)格成正比的。
光電二極管可以在下面兩個(gè)不同的模式下工作：
光伏模式：類似于太陽能電池，可以測量受光輻照的光電二極管產(chǎn)生的電壓。但是，電壓與光功率之間的關(guān)系是非線性的，并且動(dòng)態(tài)范圍比較小。而且也不能達(dá)到峰值速度。
光電導(dǎo)模式：這時(shí)二極管上施加反向電壓（即，在該方向的電壓下如果不存在入射光的情況下二極管是不導(dǎo)電的），然后測量得到的光電流。光電流對光功率的依賴關(guān)系是非常線性的，其大小比光功率大六個(gè)數(shù)量級或者更多，例如，對于有源區(qū)為幾個(gè)mm2的硅p-i-n光電二極管來說后者從幾納瓦到幾十毫瓦。反向電壓的大小對光電流幾乎無影響，對暗電流（沒有光時(shí)）的影響也很弱，但是電壓越高，相應(yīng)越快，并且裝置加熱也越快。
常見的放大器（也稱為互阻抗放大器）通常用于光電二極管的預(yù)放大。這種放大器保持電壓為常數(shù)，這樣光電二極管就工作在光電導(dǎo)模式。并且目前的放大器通常具有很好的噪聲性質(zhì)，并且與采用一個(gè)電阻器和電壓放大器組成的簡單回路相比，放大器的靈敏度與帶寬之間可以更好的實(shí)現(xiàn)平衡。一些商用放大器裝置采用了很多不同的靈敏度設(shè)置使實(shí)驗(yàn)室中測量功率非常靈活，因此可以得到很大的動(dòng)態(tài)范圍，低噪聲，有的具有內(nèi)置顯示器，可調(diào)節(jié)的偏置電壓和信號偏移，可調(diào)諧的濾波器等。
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