半導(dǎo)體傳感器ppt課件(2)-在線瀏覽
2025-06-23 12:42本頁面
【正文】 非電阻型半導(dǎo)體氣敏元件是利用其它參數(shù) ， 如二極管伏安特性和場效應(yīng)晶體管的閾值電壓變化來檢測被測氣體的 。 表 91 半導(dǎo)體氣敏元件的分類 氣敏傳感器是暴露在各種成分的氣體中使用的 ， 由于檢測現(xiàn)場溫度 、 濕度的變化很大 ， 又存在大量粉塵和油霧等 ， 所以其工作條件較惡劣 ， 而且氣體對傳感元件的材料會(huì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)物 ， 附著在元件表面 ， 往往會(huì)使其性能變差 。 用半導(dǎo)體氣敏元件組成的氣敏傳感器主要用于工業(yè)上的天然氣 、 煤氣 ， 石油化工等部門的易燃 、 易爆 、 有毒等有害氣體的監(jiān)測 、 預(yù)報(bào)和自動(dòng)控制 。 當(dāng)半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài) ， 在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時(shí) ， 被吸附的分子首先在表面物性自由擴(kuò)散 ， 失去運(yùn)動(dòng)能量 ， 一部分分子被蒸發(fā)掉 ， 另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處 （ 化學(xué)吸附 ） 。 例如氧氣等具有負(fù)離子吸附傾向的氣體被稱為氧化型氣體或電子接收性氣體 。 具有正離子吸附傾向的氣體有 H CO、 碳?xì)浠衔锖痛碱?， 它們被稱為還原型氣體或電子供給性氣體 。 當(dāng)還原型氣體吸附到 N型半導(dǎo)體上 ， 氧化型氣體吸附到 P型半導(dǎo)體上時(shí) ， 則載流子增多 ， 使半導(dǎo)體電阻值下降 。 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 。 N型材料有 SnO ZnO、TiO等 ， P型材料有 MoO CrO3等 。 按其用途可分為以下幾種類型：氣體泄露報(bào)警 、 自動(dòng)控制 、 自動(dòng)測試等 。 表 92 半導(dǎo)體氣敏傳感器的各種檢測對象氣體 濕 敏 傳 感 器 濕度是指大氣中的水蒸氣含量 ， 通常采用絕對濕度和相對濕度兩種表示方法 。 對濕度是指氣體的絕對濕度與同一溫度下達(dá)到飽和狀態(tài)的絕對濕度之比 ， 一般用符號(hào) %RH表示 。 濕敏傳感器是能夠感受外界濕度變化 ， 并通過器件材料的物理或化學(xué)性質(zhì)變化 ， 將濕度轉(zhuǎn)化成有用信號(hào)的器件 。 通常 ， 對濕敏器件有下列要求：在各種氣體環(huán)境下穩(wěn)定性好 ， 響應(yīng)時(shí)間短 ， 壽命長 ， 有互換性 ， 耐污染和受溫度影響小等 。 半導(dǎo)體陶瓷濕敏電阻 通常 ， 用兩種以上的金屬氧化物半導(dǎo)體材料混合燒結(jié)而成為多孔陶瓷 。 1. 負(fù)特性濕敏半導(dǎo)瓷的導(dǎo)電機(jī)理 由于水分子中的氫原子具有很強(qiáng)的正電場 ， 當(dāng)水在半導(dǎo)瓷表面吸附時(shí) ， 就有可能從半導(dǎo)瓷表面俘獲電子 ， 使半導(dǎo)瓷表面帶負(fù)電 。 若該半導(dǎo)瓷
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