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纯半导体在光线照射下，其禁带中的电子受到能量大于或等于禁带宽度Eg（eV）的光子的激发，由价带越过禁带跃迁到导带，成为自由电子。同时，价带也因此而形成自由空穴。致使纯半导体中导带的电子和价带的空穴浓度增大，半导体电阻率减小。电子和空穴统称为载流子。它们在端电压作用下均可形成光电流。当光照停止后，自由电子被失去电子的原子俘获，电阻又恢复原值。能使价带电子跃迁到导带的光谱范围中，其大的波长λ0（nm）称为截止波长，λ0≈1240/Eg。
由于传感器输出信号一般都很微弱，因此传感器输出的信号一般需要变换电路进行信号放大调制，之后才能进行显示和参与控制；转换元件和变换电路一般还需要辅助电源供电。传感器的种类繁多、原理各异，检测对象几乎涉及各种参数，通常一种传感器可以检测多种参数，一种参数又可以用多种传感器测量。所以传感器的分类方法至今尚无统一规定，主要按 工作原理 、输入信息和应用范围来分类。按工作原理分类。 按传感器的工作原理不同，传感器大体上可分为物理型、化学型及生物型三大类。物理型传感器是利用某些变换元件的物理性质以及某些功能材料的物理性能制成的传感器，如热电偶制成的温度传感器,就是利用金属导体材料的温差电动势效应和不同金属导体间的接触电动势效应实现对温度的测量。
后来发现半导体、导电流体等也有这种效应，而半导体的霍尔效应比金属强得多，当电流垂直于外磁场通过导体时，载流子发生偏转，垂直于电流和磁场的方向会产生一附加电场，从而在导体的两端产生电势差，这一现象就是霍尔效应，这个电势差也被称为霍尔电势差。霍尔效应应使用左手定则判断。在式(1)中:若保持控制电流Ic不变，在一定条件下，可通过测量霍尔电压推算出磁感应强度的大小，由此建立了磁场与电压信号的联系，根据这一关系式，人们研制了用于测量磁场的半导体器件即霍尔元件。