In una PMT, i fotoni incidenti colpiscono un fotocatodo, che emette elettroni attraverso l’effetto fotoelettrico. Gli elettroni emessi vengono poi accelerati verso una serie di dinodi, ciascuno dei quali moltiplica il numero di elettroni mediante emissione secondaria. Il segnale finale in uscita è proporzionale al numero di elettroni che raggiungono l'anodo, che a sua volta è proporzionale al numero di fotoni incidenti.
La tensione di supporto viene applicata tra il fotocatodo e il primo dinodo. Serve ad accelerare gli elettroni emessi verso i dinodi, e il suo valore è scelto per garantire che gli elettroni abbiano energia sufficiente per provocare l'emissione secondaria. La tensione di supporto è in genere di poche centinaia di volt e non è necessario regolarla per diverse intensità di luce.
La frequenza della luce incidente, invece, influisce sulla tensione di supporto. Questo perché l'energia di un fotone è proporzionale alla sua frequenza, quindi i fotoni a frequenza più alta hanno più energia dei fotoni a frequenza più bassa. Per garantire che gli elettroni emessi abbiano energia sufficiente per provocare l'emissione secondaria, la tensione di supporto deve essere aumentata per la luce a frequenza più elevata.
Pertanto, la tensione di supporto in un PMT dipende dalla frequenza della luce incidente, ma non dalla sua intensità.
