硅双结型色敏传感器是利用硅的吸收系数与入射光波长密切相关的性质而获取颜色信息的一种半导体光敏器件。可用于单色光波长的确定,复色光峰值波长的确定以及光功率测量等方面,由于其结构简单、易于实现在线检测而具有广泛用途。本论文分析了硅双结型色敏传感器的工作原理,在考虑基区自建电场作用的情况下,对色敏器件基区光生电流分配进行了理论分析,并对色敏器件基区光生载流子分别向深、浅两结的输运情况进行了理论计算;运用MATLAB软件对理论计算结果进行数值分析,修正了色敏器件中光生电流分配的传统理论,获得更符合电流实际分配情况的结果,并用实验对数值分析结果进行了验证。在理论分析的基础上,得出硅双结型色敏器件中掺杂浓度和两个结的结深是影响光谱响应范围的主要因素;通过选择不同的器件结构和工艺条件,研制了对全色波段光响应良好的硅双结型色敏器件。实验发现在硅双结型色敏器件工作时,入射光的波长与两个结的短路电流比(I_SC2/I_SC1)的对数存在近似线性关系,这与理论分析结果相一致。因此,通过测量两个结的短路电流比ln(I_SC2/I_SC1),可得到入射光的颜色信息。通过数值模拟和实际测量分析了硅双结型色敏器件的复色光色差辨别的原理和主要影响因素;并首次利用硅双结型色敏器件的复色光色差辨别能力,通过合理设计测控电路、控制软件及单片机辅助处理,设计了能应用于口腔内牙齿色差辨别的比色系统。对样品的测量结果表明,该系统能够客观、准确、快速地测量不同部位牙齿的颜色;实验还发现,该系统具有设计合理,在不同环境下的测量准确性和重复性高,不受外界环境干扰,使用方便等优点,克服了其他比色仪器由于直接测量频谱而受外界环境影响大的缺点,为牙齿的修复领域提供了一种方便快捷的工具。