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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。
控制电流施加在控制端子上，而在差分输出端子观察输出。一个基本的霍尔效应传感器将磁场转换为电信号。磁系统将位置、速度、电流、温度等物理量转换为磁场，而磁场又可以由霍尔效应传感器感应。霍尔效应传感器由硅材料制成，主要分为两种类型，即基本传感器和集成传感器。有源元件的霍尔系数和电流密度是制造霍尔效应传感器以产生高输出电压时要考虑的两个重要参数。因此，高霍尔系数和低电阻是霍尔元件的两个重要要求。用于制造这些传感器元件的一些材料包括InSb、Ge、InAs和GaAs。
侧边光生伏特效应的工作上基本原理是，半导体器件光照部分吸收人射光子美容的机械能导致电子元器件空蚀对，使该部分载流子质量浓度高过未被光照部分，因而出现了浓度梯度，造成载流子的扩散。由于电子元器件迁移率比空蚀的大，因此电子元器件开始向未被光照部分扩散，造成被光照部分带正电，未被光照部分带负电，两部分正中间导致光电动势。PN结光生伏特效应光直射距表面很近的半导体器件PN结时，结及附近的半导体器件消化光能。若光子美容机械能超出禁带宽度，则价带电子元器件自由电子到导带，变为自由电子，而价带则相对性变为随便空蚀。这类电子元器件空蚀对在PN结內部电场的作用下，电子元器件调向N区两边，空蚀调向P区两边，结果P区带正电，N区带负电，造成光电动势。