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霍尔效应的本质是:固体材料中的载流子在外加磁场中运动时，因为受到洛仑兹力的作用而使轨迹发生偏移，并在材料两侧产生电荷积累，形成垂直于电流方向的电场，使载流子受到的洛仑兹力与电场斥力相平衡，从而在两侧建立起一个稳定的电势差即霍尔电压。正交电场和电流强度与磁场强度的乘积之比就是霍尔系数。平行电场和电流强度之比就是电阻率。大量的研究揭示:参加材料导电过程的不带负电的电子，还有带正电的空穴。
硅制图像传感器应用广，当然也会使用其他材料，比如在工业和军事应用中会用镓(Ga)来覆盖比硅更长的红外波长。不同的摄像机，其图像传感器的分辨率会有所不同。从单像素光电晶体管摄像机(它通过一维直线扫描阵列用于工业应用)，到普通摄像机上的二维长方形阵列(到球形整列的路径均用于高分辨率成像)，都有可能用到。(本章会介绍传感器配置和摄像机配置)。普通成像传感器采用CCD、CMOS、BSI和Foveon方法进行制造。硅制图像传感器具有一个非线性的光谱响应曲线，这会很好地感知光谱的近红外部分，但对蓝、紫和近紫外部分就感知得不好。
光生伏特效应 物块（如半导体器件）在光的照射下能导致务必方向的电动势的情况称作光生伏特效应。基。于该效应的半导体器件有光电池、光敏二管和光敏三管。光生伏特效应根据其导致电势差的基本原理可分为:侧边光生伏特效应侧边光生伏特效应又称殿巴（Dember）效应。当半导体器件半导体器件的光机敏面受光照不均匀时，由载流子浓度梯度而导致的光电效应称作侧边光生伏特效应。依据该效应工作上的半导体器件有半导体器件位置敏感电子器件（统称PSD），或称旋转光敏二管。