在NPN晶体管中，集电极相对于发射极正向偏置，使得基极/集电极结被反向偏置。因而，在结点上没有光正常泄露或暗电流十分小。当光落在基极上时，在该区域中形成更多的电子/空穴对，而且由该作用产生的电流被晶体管放大。
通常，光电晶体管的灵敏度是晶体管的DC电流增益的函数。因而，总灵敏度是集电极电流的函数，能够通过靠连接基极和发射极之间的电阻来控制，但对于十分高灵敏度的光耦合器类型应用，通常使用达林顿光电晶体管。
Photodarlington
Photodarlington晶体管应用第二个双极性NPN晶体管来提供额外的放大，或者当由于低光水平或选择性灵敏度而需要更高的光电探测器灵敏度时，其响应速度比通常NPN光电晶体管慢。
相片达林顿器件由通常的光电晶体管组成，其发射极输出耦合到较大的双极NPN晶体管的基极。由于达林顿晶体管装备提供的电流增益等于两个独自晶体管的电流增益的乘积，所以光电灵长度器件产生十分灵敏的检测器。
光电晶体管光传感器的典型应用包含光隔离器，开槽光电开关，光束传感器，光纤和电视遥控器等。检测可见光时有时需要红外滤光片。
值得一提的另一种类型的光电结构半导体光传感器是光电晶闸管。这是一种光激活晶闸管或可控硅整流器，可用作交流应用中的光激活开关。但是，与等效光电二极管或光电晶体管比较，它们的灵敏度通常十分低。
为了提高它们对光的敏感度，光闸管在栅极结周围制造得更薄。该过程的缺陷是它约束了它们能够切换的阳极电流量。然后，对于更高电流的AC应用，它们被用作光耦合器中的导频器件，以切换更大的更传统的晶闸管。
