光電管的結構如圖11 - 1所示。它是在一個抽成真空的玻璃泡內裝有兩個電極即陽極和光電陰極(簡稱陰極)組成。當陰極受到適當波長的光線照射時便發射光電子,光電子被帶正電位的陽極所吸引,這樣在光電管內就有電子流,在外電路中便產生了電子流,輸出電壓。光電流的大小與照射在光電陰極上的光強度成正比,并與光電陰極的材料有關。當光通量一定時,真空光電管陽極電壓與陽極電流的伏安特性曲線見圖11 - 2。

光電管除真空光電管外,還有充氣光電管。這兩種光電管的結構基本相同,所不同的只是在充氣光電管玻璃泡內充有少量的惰性氣體,如氨或氛。當光電極被光照射而發射電子時,光電子在趨向陽極的途中撞擊惰性氣體的原子,使其電離,從而使陽極電流急速增加,提高了光電管的靈敏度,但其穩定性、頻率特性等都比真空光電管的差。圖11 - 3給出了充氣光電管的伏安特性曲線。