根据爱因斯坦的光子假说：光是一粒一粒运动着的粒子流，这些光粒子称为光子。每一个光子具有一定的能量，其大小等于普朗克常数h乘以光的频率γ。所以，不同频率的光子具有不同的能量。光的频率越高，其光子能量就越大。

光线照射在某些物体上，使电子从这些物体表面逸出的现象称为外光电效应，也称光电发射。逸出来的电子称为光电子。光电效应一般分为外光电效应、光电导效应和光伏效应三类，根据这些效应可制成不同的光电转换器件（称为光敏元件）。照度传感器是以光伏特效应来工作的。

在光照下，若入射光子的能量大于禁带宽度，半导体PN结附近被束缚的价电子吸收光子能量，受激发跃迁至导带形成自由电子，而价带则相应的形成自由空穴。这些电子一空穴对，在内电场的作用下，空穴移向P区，电子移向N区，使P区带正电，N区带负电，于是在P区与N区之间产生电压，称为光生电动势，这就是光伏效应。利用光伏效应制成的敏感元件有光电池、光敏二极管和光敏三极管等，其应用极为广泛。

利用光敏二极管的光伏效应可以制作照度传感器。光敏二极管的结构与一般二极管相似，装在透明玻璃外壳中，它的PN结装在管顶，可直接受到光照射，光敏二极管在电路中一般是处于反向工作状态。光敏二极管在电路中处于反向偏置，在没有光照射时，反向电阻很大，反向电流很小，此反向电流称为暗电流。反向电流小的原因是在PN结中，P型中的电子和N型中的空穴（少数载流子）很少。当光照射在PN结上，光子打在PN结附近，使PN结附近产生光生电子和光生空穴对，使少数载流子的浓度大大增加，因此通过PN结的反向电流也随着增加。如果入射光照度变化，光生电子一空穴对的浓度也相应变动，通过外电路的光电流强度也随之变动，可见光敏二极管能将光信号转换为电信号输出。

国内某公司生产的On9668光控阀值可调的光电集成传感器就可做成一个开关型可见光照度传感器。其典型入射波长为λp=520nm，内置双敏感元接收器，可见光范围内高度敏感，光开关阀值通过外置电阻线性可调，直接输出高、低电平，外围电路简单。下图是开关型可见光照度传感器的原理图。

电气特性如下：

(1)暗电流小，低照度响应，灵敏度高。

(2)光控阀值通过外置电阻线性可调，直接输出高、低电平，外围电路简单。

(3)内置双敏感元，自动衰减近红外，光谱响应接近人眼函数曲线。

(4)内置微信号CMOS放大器、高精度电压源和修正电路，输出电流可达30 mA。

(5)工作电压范围宽，温度稳定性好。

(6)可选光学纳米材料封装，可见光透过，紫外线截止，近红外相对衰减，增强光学滤波效果。 ^[1]