半導(dǎo)體傳感器ppt課件-在線瀏覽
2025-06-21 18:29本頁面
【正文】 物、醇類等具有正離子吸附傾向的氣體，被稱為還原型氣體 —— 電子供給性氣體。由于空氣中的含氧量大體上是恒定的， 因此氧的吸附量也是恒定的，器件阻值也相對固定。根據(jù)這一特性，可以從阻值的變化得知吸附氣體的種類和濃度。 ? 加熱時間 2～ 3分鐘，加熱電源一般為 5V。 1234S n O2燒 結(jié) 體Ir—P d 合 金 絲( 加 熱 器 兼 電 極 )1 32 4 2 41 3( a )( b )加 熱 絲測量電極加 熱 絲加 熱 絲引線 電極引線電極絕 緣 瓷 管 S n O 2 燒 結(jié) 體( a ) ( b )直熱式 旁熱式 10 ? 組成：敏感元件、加熱器、外殼； ? 制造工藝：燒結(jié)型、薄膜型、厚膜型。 ? 金屬氧化物有： ? N型半導(dǎo)體，如： SnO2 Fe2O3 ZnO TiO ? P型半導(dǎo)體，如： CoO2 PbO MnO2 CrO3 ? 電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器導(dǎo)電機理用一句話描述： 利用半導(dǎo)體表面因吸附氣體引起半導(dǎo)體元件電阻值變化，根據(jù)這一特性，從阻值的變化測出氣體的種類和濃度。 12 1） MOS二極管氣敏元件 （電容 — 電壓） ? 在 P型硅氧化層上蒸發(fā)一層鈀（ Pd）金屬膜作電極。而硅片與氧化層電容 Cs是外加電壓的功函數(shù)，總電容 C也是偏壓的函數(shù)。 ? 金屬鈀（ Pd）對氫氣（ H2）特別敏感。 13 2） MOSFET氣敏元件 ? Pd對 H2吸附性很強， H2吸附在 Pd柵上引起的 Pd功函數(shù)降低。 ?在 S— D間加電壓 UDS， S— D間有電流 IDS流過， IDS隨 UDS、 UGS變化。 ?UT（閥值）電壓大小與金屬與半導(dǎo)體間的功函數(shù)有關(guān)。 14 3）肖特基二極管 ? 金屬和半導(dǎo)體接觸的界面形成肖特基勢壘，構(gòu)成金屬半導(dǎo)體二極管。當(dāng)金屬與半導(dǎo)體界面有氣體時，勢壘降低，電流變化（上升）。 ? 非電阻型半導(dǎo)體氣敏傳感器主要用于氫氣濃度測量。其電阻值的大小取決于周圍環(huán)境的氧氣濃度。 圖示是用于汽車或燃燒爐排放氣體中的氧濃度傳感器結(jié)構(gòu)圖及測量轉(zhuǎn)換電路 。 當(dāng)氧氣含量減小時 ， RTiO2的阻值減小 ， Uo增大 。當(dāng)環(huán)境溫度升高時， TiO2氣敏電阻的阻值會逐漸減小，只要 Rt也以同樣的比例減小，根據(jù)分壓比定律， Uo不受溫度影響，減小了測量誤差。 J12氣敏元件加熱回路。 28 多種氣體檢測系統(tǒng) 29 紅外吸收 (IRprocess) 測量原理 30 濕敏傳感器 ? 濕度是指空氣中的水蒸氣含量，干燥或潮濕對我們的生活有很大影響，潮濕 — 發(fā)霉，干燥 — 不舒服。 最早人們用頭發(fā)隨濕度變化而伸長或縮短現(xiàn)象做毛發(fā)濕度計，逐漸有了電阻濕度計，半導(dǎo)體濕度計是近年來才出現(xiàn)的。這不僅降低了絕緣強度，還會造成漏電、擊穿和短路現(xiàn)象；潮濕還會加速金屬材料的腐蝕并引起有機材料的霉?fàn)€。露點與農(nóng)作物的生長有很大關(guān)系，結(jié)露也嚴(yán)重影響電子儀器的正常工作，必須予以注意。 ? 相對濕度，被測氣體中蒸汽壓和該氣體在相同溫度下飽合水蒸氣壓的百分比，一般用 %RH 表示，無量綱。目前世界上最高水平濕度測量精度在 177。 濕度檢測較之其它物理量的檢測顯得困難 ， 這首先是因為空氣中水蒸氣含量要比空氣少得多； 另外 ，
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