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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。
光电效应的实验装置物质在光的作用下释放出电子，这种现象叫光电效应。光电效应通常又分为外光电效应和内光电效应两大类。在光线作用下，物体内的电子逸出物体表面，向外发射的现象称为外光电效应。基于外光电效应的光电器件有光电管、光电倍增管等。受光照物体电导率发生变化，或产生光生电动势的效应叫内光电效应。内光电效应又可分为以下两大类。在光线作用下，电子吸收光子能量从键合状态过渡到自由状态，而引起材料电阻率的变化，这种现象称为光电导效应。大多数的高电阻率半导体都具有光电导效应。基于这种效应的光电器件有光敏电阻（也称光电导管），其常用的材料有硫化镉（CdS）、硫化铅（PbS）、锑化铟（InSb）、非晶硅（a-Si:H）等。
其中B是磁通量密度，v是电子的速度，q是电子电荷。在上图中，正式由于其中磁场使电荷的运动偏转。将扁平导电条放置在磁场中，并将导电条的左右两侧的附加触点连接到电压表。导电条的下端和上端连接到电源，由于磁通量的存在，移动的电子在偏转力的作用下向带的右侧移动。这导致右侧比左侧更负，因此存在电位差。该电压称为霍尔电压，其大小和方向取决于电流和磁场的大小和方向。霍尔电压为计算公式为: