光電探測器（PD）主要有三種結構：光電導型、光電二極管型和光電晶體管型（圖2）。其中，光電導型由于結構簡單、易于集成等優點，受到了廣泛的關注。光電導體施加偏置電壓以分離光生載流子，從而增加了器件的導電性。而光電二極管型結構上由透明電極、空穴傳輸層（HTL）、鈣鈦礦活性層、電子傳輸層（ETL）以及金屬電極組成。另一種類型的光電晶體管則包括介電層、活性層和源極、漏極、柵極三個電極。
光電探測器的工作機理主要包括以下三個步驟：（1）在光照下產生光生載流子；（2）載流子擴散或遷移形成電流；（3）光電流在放大電路中放大并轉換為電信號。探測器在有光照的情況下，若材料的禁帶寬度比入射光子的能量小，其價帶電子將會躍遷至導帶，從而產生光電流。
PD的性能是一個綜合的評價指標。針對實際應用需求不同，對器件的性能參數側重點也不同。具體包括如下幾個重要的性能參數：
光譜響應范圍，PD的光譜響應范圍取決于半導體材料的吸收光譜，即取決于半導體材料的帶寬。對于窄帶PD，其光譜響應范圍受到載流子收集的影響，部分不依賴于材料本身的吸收特性。
響應度（R）是指輸出電壓或電流與輸入光信號功率的比值，代表在入射光照射下，PD將光信號轉換成電信號的能力。EQE是指收集的光生載流子與入射光子數的比值。
探測率（D*）是指PD在噪聲環境下探測光信號的能力。通常用于描述PD探測弱光的能力。D*越高，代表PD的探測能力越高。
噪聲電流是指探測帶寬下暗電流隨機波動的均方根。噪聲電流的大小影響著探測器靈敏度的高低。噪聲電流主要由與頻率無關的散粒噪聲（ishot）和熱噪聲（ithermal），以及與頻率相關的1/f噪聲（i1/f）和產生-復合噪聲（i g-r）組成。
噪聲等效功率（NEP）是指探測器輸出電壓正好等于輸出噪聲電壓時的入射光功率。代表PD能夠識別噪聲的最低光強度，一般認為NEP為探測率的倒數。NEP越小，表示PD對弱光的探測能力越強。
線性動態范圍（LDR）是指輸出電流或電壓與輸入光信號成線性比例的光功率范圍，表示為PD保持線性響應時的最強與最弱光功率（輻照度）之比。LDR越寬，說明PD的探測性能越好。
響應時間：PD在入射光下，信號從最大值的10％上升到90％所需的時間，以及信號從最大值的90％下降到10％的時間，為上升或下降時間，單位為s。
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