第6章固態(tài)傳感器(參考版)
2024-07-31 12:23本頁(yè)面
【正文】 特點(diǎn) 應(yīng)用 阻抗 優(yōu)勢(shì) 全固態(tài)化結(jié)構(gòu) 易于 集成 無(wú)機(jī)離子檢測(cè) 環(huán)境 保護(hù) 其他 方面 響應(yīng)速度快 ISFET的特點(diǎn)和應(yīng)用 。 當(dāng)將 ISFET插入溶液時(shí)，被測(cè)溶液與敏感膜接觸處就會(huì)產(chǎn)生一定的界面電勢(shì)，這一界面電勢(shì)的大小將直接影響了 VT的值，漏源電流的大小又與 VT值有關(guān)。這個(gè) N型區(qū)就將源區(qū)和漏區(qū)連接起來(lái)，起導(dǎo)電通道的作用，稱為溝道，這種類型稱為 N溝道增強(qiáng)型MOSFET。 在柵極 G不加偏壓時(shí)，柵氧化層下面的硅是 P型，而源漏是 N型，故源漏之間不導(dǎo)通。它是由離子選擇性電極(ISE)與金屬－氧化物－半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管（ MOSFET）組合而成，簡(jiǎn)稱 ISFET。這種內(nèi)部的補(bǔ)償作用使半導(dǎo)體色敏器件的短路電流比對(duì)溫度不十分敏感，所以通?？刹豢紤]溫度的影響。 光譜特性 短路電流比－波長(zhǎng)特性 溫度特性 半導(dǎo)體色敏傳感器的基本特征 表征半導(dǎo)體色敏器件對(duì)波長(zhǎng)的識(shí)別能力，是賴以確定被測(cè)波長(zhǎng)的基本特性。 半導(dǎo)體色敏傳感器的基本特征 表示半導(dǎo)體色敏器件所能檢測(cè)的波長(zhǎng)范圍。正是由于這一特性使得這種器件可以用于顏色的識(shí)別，也就是可以用來(lái)測(cè)量入射光的波長(zhǎng)。 P＋ － N－ P不是一個(gè)三極管，而是結(jié)深不同的兩個(gè)PN結(jié)二極管，淺結(jié)的二極管是 P＋ N結(jié)；深結(jié)的二極管是 PN結(jié)。而半導(dǎo)體色敏器件則可用來(lái) 直接測(cè)量 從可見(jiàn)光到近紅外波段內(nèi)單色幅射的波長(zhǎng)。 半導(dǎo)體色敏傳感器 半導(dǎo)體色敏傳感器是半導(dǎo)體光敏感器件中的一種，是基于內(nèi)光電效應(yīng)將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的光輻射探測(cè)器件。導(dǎo)致 MOS管的 CV特性向負(fù)偏壓方向平移，如圖 616所示。由于 SiO2層電容 Ca是固定不變的， Si－ SiO2界面電容 Cs是外加電壓的函數(shù)，所以總電容 C是柵偏壓的函數(shù)，其函數(shù)關(guān)系稱為該 MOS管的 C－ V特性 。由于這類器件的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩(wěn)定且價(jià)格便宜。 厚膜型 c 半導(dǎo)體氣敏傳感器類型及結(jié)構(gòu) 這種工藝制成的元件機(jī)械強(qiáng)度高，一致性好，適于大批量生產(chǎn)。 薄膜型 b 半導(dǎo)體氣敏傳感器類型及結(jié)構(gòu) SnO2半導(dǎo)體薄膜的氣敏特性最好，但這種半導(dǎo)體薄膜為物理性附著，因此器件間性能差異較大。 燒結(jié)型 a 半導(dǎo)體氣敏傳感器類型及結(jié)構(gòu) 燒結(jié)型器件的制作方法簡(jiǎn)單，器件壽命長(zhǎng)；但由于燒結(jié)不充分，器件機(jī)械強(qiáng)度不高，電極材料較貴重，電性能一致性較差，因此應(yīng)用受到一定限制。 這類器件以半導(dǎo)體 SnO2為基體材料（其粒度在 1μm以下），添加不同雜質(zhì)，采用傳統(tǒng)制陶方法進(jìn)行燒結(jié)。 ?目前使用較廣泛的是 電阻型 氣敏器件，一般由三部分組成：敏感元件、加熱器和外殼。按構(gòu)成材料可將氣敏傳感器分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類， 目前使用最多的是半導(dǎo)體氣敏傳感器 。 磁敏傳感器 濕敏傳感器 其他固態(tài)傳感器 第 6章 固態(tài)傳感器 氣敏傳感器 半導(dǎo)體色敏傳感器 離子敏感器件（ ISFET） 其他固態(tài)傳感器 氣敏傳感器 氣敏傳感器是用來(lái)檢測(cè)氣體類別、濃度和成分的傳感器。目前這類高分子聚合物材料主要有 等離子聚合法形成的聚苯乙烯及醋酸纖維素 等。 高分子聚合物濕敏傳感器 高分子聚合物薄膜濕敏元件是一類比較理想的濕敏元件。 利用 醋酸纖維 作為感濕材料，形成電容式濕敏元件。在其上浸涂一層由羥乙基纖維素、導(dǎo)電碳黑和潤(rùn)濕性分散劑組成的浸涂液，待溶劑蒸發(fā)后即可獲得一層具有脹縮特性的感濕膜。這一類的脹縮性有機(jī)物濕敏元件主要有： 碳濕敏元件 及 結(jié)露敏感元件 等。 ? 目前以鋁為基礎(chǔ)的濕敏元件在有腐蝕劑和氧化劑的環(huán)境中使用時(shí)，都不能保證長(zhǎng)期穩(wěn)定性，但以鉭作為基片，利用陽(yáng)極氧化法形成氧化鉭多孔薄膜是一種介電常數(shù)高、電特性和化學(xué)特性較穩(wěn)定的薄膜，以此薄膜制成電容式濕敏元件可以大大提高元件的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。四氧
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