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这里考虑一个简单的设置来说明如下所示的霍尔效应。导电材料或板由电池供电，电流(I)流过它。电压表的一对探头连接到板的侧面，使得在没有磁场的情况下测量的电压为零。当向板上施加磁场使其与电流成直角时，导体中的电流分布会出现一个小电压。该力作用在电流上并将电流聚集到导线或导体的一侧，从而在导体上产生电位差。如果磁场的性反转，则感应电压也会反转穿过板。这种现象就是霍尔效应。霍尔效应是基于外部磁场和移动电荷载流子之间的相互作用，通过磁场作用在移动电子上的侧向力为:F=qvB。
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。
使用这些传感器，输出电压在电源施加的限制范围内，因此，在达到电源限制之前，放大器将开始饱和，如上图所示。需要注意的是，饱和发生在放大器中，而不发生在霍尔元件中，因此较大的磁场不会对霍尔效应传感器造成损坏。此外，这些传感器相对于磁场不是很线性，因此它们需要适当的校准才能进行高精度测量。与此同时，通过在差分放大器的输出端增加推挽晶体管、集电开路或发射开路，增加了器件的接口灵活性。