(1)光照特性。当光电元器件上加上一定电压时，光电流I 与光电元器件上光照度E之间的对应关系，称为光照特性。一般可表示为

对于光敏电阻，因其灵敏度高而光照特性呈非线性，一般在自动控制中用作开关元器件。其光照特性如图4-8(a)所示。

图4-8　各种光敏元器件的光照特性图

(a)光敏电阻；(b)光电池；(c)光电二极管；(d)光电晶体管

光电池的开路电压U 与照度E 呈对数关系，如图4-8(b)曲线所示，在2000ix 的照度下趋于饱和。因此，光电池用作测量元器件时不宜作为电压源使用。在负载电阻远小于光电池内阻时，光电池输出的光电流称为短路电流Isc，它与照度呈线性关系，如图4-8(b)直线所示。光电池的内阻很大，只要用小负载电阻，光电流就可以与照度呈线性关系，所以，光电池在测量元器件时多用于电流源使用。但要注意，光电池的内阻是随着照度的增加而减小的，因此在高照度时，要选用更小的负载电阻，以使光电流与照度保持线性关系。

光电二极管的光照特性为线性，适于用来检测元器件，其特性如图4-8(c)所示。

光电晶体管的光照特性呈非线性，如图4-8(d)所示。但由于其内部具有放大作用，所以其灵敏度较高。

(2)光谱特性。在光敏元器件上加上一定的电压，这时如有一单色光照射到光敏元器件上，如果入射光功率相同，光电流会随入射光波长的不同而变化。入射光波长与光敏元器件相对灵敏度或相对光电流间的关系即为该元器件的光谱特性。各种光敏元器件的光谱特性，如图4-9 所示。

图4-9　各种光敏元器件的光谱特性图

(a)光敏电阻；(b)硅光电二极管；(c)光电晶体管

由图4-9 可知，元器件材料不同，所能响应的峰值波长也不同。因此，应根据光谱特性来确定光源与光电器件的最佳匹配。在选择光敏元器件时，应使其最大灵敏度在需要测量的光谱范围内，才有可能获得最高灵敏度。

目前已研制出的几种光敏材料光谱峰值波长如表4-1 所示，光的波长与颜色的关系如表4-2 所示。

表4-1　几种光敏材料的光谱峰值波长

表4-2　光的波长与颜色的关系

(3)伏安特性。在一定照度下，光电流I 与光敏元器件两端电压V 的对应关系，称为伏安特性。各种光敏元器件的伏安特性，如图4-10 所示。

同晶体管的伏安特性一样，借助光敏元器件的伏安特性，可以确定光敏元器件的负载电阻，设计应用电路。(www.daowen.com)

由图4-10(a)可知，曲线1 和2 分别表示照度为零和某一照度时光敏电阻的伏安特性。光敏电阻的最高使用电压由它的耗散功率确定，而耗散功率又与光敏电阻的面积、散热情况有关。在图4-10(b)中画有3 条负载线，负载电阻越小，输出电流越大，光电转换效率则越高。

光电晶体管在不同照度下的伏安特性与一般晶体管在不同基极电流下的输出特性相似，如图4-10(c)所示。

图4-10　各种光敏元器件的伏安特性

(a)光敏电阻；(b)硅光电池；(c)光电晶体管

(4)频率特性。在相同的电压和同样幅值的光照下，当入射光以不同频率的正弦频率调制时，光敏元器件输出的光电流I 和灵敏度S 会随调制频率f 而变化，它们的关系为

或

称为频率特性，如图4-11 所示。以光生伏特效应原理工作的光敏元器件频率特性较差，以内光电效应原理工作的光敏元器件(如光敏电阻)频率特性更差。

图4-11　各种光敏元器件的频率特性

(a)光敏电阻；(b)光电池；(c)光电二极管

光敏电阻的频率特性差，是由于存在光电导的弛豫现象的缘故。

光电池的PN 结面积大，又工作在零偏置状态，所以极间电容较大。响应速度与结电容和负载电阻的乘积有关，要想改善频率特性，可以减小负载电阻或减小结电容。

光电二极管的频率特性是半导体光敏元器件中最好的。由等效电路可以看出，光电二极管结电容和杂散电容与负载电阻并联，工作频率越高，分流作用越强，频率特性越差。想要改善频率响应可采取减小负载电阻的办法，另外也可采用PIN 光电二极管。PIN 光电二极管由于中间I 层的电阻率很高，起到电容介质的作用。当加上相同的反向偏压时，PIN 光电二极管耗尽层比普通PN 结光电二极管宽很多，从而减少了结电容。

光电晶体管由于集电极结电容较大，基区渡越时间长，所以它的频率特性比光电二极管差。

(5)温度特性。部分光敏元器件输出受温度影响较大。如光敏电阻，当温度上升时，暗电流增大，灵敏度下降，因此常常需要进行温度补偿。再如光电晶体管，温度变化对暗电流影响非常大，并且是非线性的，给微光测量带来较大误差。由于硅管的暗电流比锗管小几个数量级，所以在微光测量中应采用硅管，并用差动的办法来减小温度的影响。

光电池受温度的影响主要表现在开路电压随温度增加而下降，短路电流随温度上升缓慢增加，其中，电压温度系数较大，电流温度系数较小。当光电池作为检测元器件时，也应考虑温度漂移的影响，采取相应措施进行补偿。

(6)响应时间。不同光敏元器件的响应时间有所不同，如光敏电阻较慢，为10-1～10-3s，一般不能用于要求快速响应的场合。工业用的硅光电二极管的响应时间为10-5～10-7s，光电晶体管的响应时间比二极管约慢一个数量级，因此在要求快速响应或入射光、调制光频率较高时应选用硅光电二极管。