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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。
光敏二管是常见的光传感器。光敏二管的外型与一般二管一样，当无光照时，它与普通二管一样，反向电流很小，称为光敏二管的暗电流；当有光照时，载流子被激发，产生电子-空穴，称为光电载流子。在外电场的作用下，光电载流子参与导电，形成比暗电流大得多的反向电流，该反向电流称为光电流。光电流的大小与光照强度成正比，于是在负载电阻上就能得到随光照强度变化而变化的电信号。光敏三管除了具有光敏二管能将光信号转换成电信号的功能外，还有对电信号放大的功能。光敏三级管的外型与一般三管相差不大，一般光敏三管只引出两个——发射和集电，基不引出，管壳同样开窗口，以便光线射入。为增大光照，基区面积做得很大，发射区较小，入射光主要被基区吸收。工作时集电结反偏，发射结正偏。在无光照时管子流过的电流为暗电流Iceo=（1+β）Icbo（很小），比一般三管的穿透电流还小；当有光照时，激发大量的电子-空穴对，使得基产生的电流Ib增大，此刻流过管子的电流称为光电流，发射电流Ie=（1+β）Ib，可见光电三管要比光电二管具有更高的灵敏度。
霍尔效应IC采用各种配置的硅CMOS技术制造。上图显示了4引脚封装的霍尔效应传感器IC。在总共4个引脚中，有2个引脚连接到恒压源，另外两个连接到电压表。连接布置电路如下图所示。当没有磁场时，测得的薄板电压可以忽略不计。当磁场以磁通线与流过霍尔元件的电流成直角的方式施加在偏置霍尔效应传感器上时，霍尔IC的输出端会产生与大小成比例的电压到磁场强度。霍尔效应传感器需要一个信号调理电路，以使其输出可用于许多其他应用。该信号条件电路进行放大、电压调节、温度补偿、线性等。目前主要有两种类型的霍尔效应传感器，即模拟霍尔效应传感器和双性霍尔效应传感器。