發布日期：2022-10-09 點擊率：98
半導體氣體傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化還原反應導致敏感元件電阻值發生變化而制成的。當半導體器件被加熱到穩定狀態，在氣體接觸半導體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在物體表面自由擴散，失去運動能量，一部分分子被蒸發掉，另一部分殘留分子產生熱分解吸附在物體表面。當半導體的功函數小于吸附分子的親和力，則吸附分子將從器件奪走電子而變成負離子吸附，半導體表面呈現電荷層。 例如氧氣，等具有負離子吸附傾向的氣體被稱為氧化型氣體。如果半導體的功函數大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體有氫氣、一氧化碳等，它們被稱為還原性氣體。 當氧化型氣體吸附到n型半導體，還原性氣體吸附到p型半導體上時，將使半導體載流子減少，而使電阻增大。當還原型氣體吸附到n型半導體上，氧化型氣體吸附到p型半導體上時，則載流子增多，半導體阻值下降。 非電阻型氣體傳感器也是半導體氣體傳感器之一。它是利用mos二極管的電容-電壓特性的變化以及mos場效應晶體管的閾值電壓變化等特性而制成的氣體傳感器。由于這類傳感器的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩定價格便宜。利用特定材料還可以使傳感器對某些氣體特別敏感。
半導體氣體傳感器的敏感體主要是由半導體材料制成的，其中應用為廣泛的半導體材料不是常見的硅、鍺半導體，而是金屬氧化物半導體，在氣體傳感器領域中應用多的金屬氧化物是SnO2，ZnO，Fe2O3，WO3等。
半導體式氣體傳感器的基本工作原理：就是在一定條件（溫度）下，在被測氣體到達半導體表面并與吸附在半導體表面的氧發生化學反應的過程中伴隨電荷轉移，進一步引起半導體電阻的變化，通過測量半導體電阻的變化就可以實現對氣體的檢測。它的優點主要是在低濃度氣體中輸出變化大、靈敏度高，使用壽命長，選擇性相對比較好。
它缺點是線形度不好，所以只適合定性測量不適合定量測量。它在較高濃度下幾乎飽和，所以只能在濃度很底的情況下測量。另外他對毒性氣體的測量能力較差，所以現在的應用范圍基本局限在對可燃氣體的測量。
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