半導(dǎo)體氣體傳感器
導(dǎo)讀:傳感器是什么?氣體傳感器是什么?半導(dǎo)體氣體傳感器是什么?
本文引用地址:http://www.ex-cimer.com/article/283589.htm一、半導(dǎo)體氣體傳感器- -概念
傳感器指的是具有采集信息功能并能將采集到的信息轉(zhuǎn)化為人們更易識別的信號(如電信號、聲信號、光信號、數(shù)字信號等)的裝置。
氣體傳感器指的是能夠采集氣體的某些信息(如濃度、種類)并將采集到的信息轉(zhuǎn)化為人們更易識別的信號(如電信號、聲信號、光信號、數(shù)字信號等)的裝置。
氣體傳感器可分為化學類氣體傳感器和物理類氣體傳感器,而半導(dǎo)體氣體傳感器就是化學類氣體傳感器類別中的一員。
二、半導(dǎo)體氣體傳感器- -分類
當加熱器與半導(dǎo)體材料為隔離狀態(tài)時,這一類結(jié)構(gòu)的傳感器就是旁熱式氣體傳感器,旁熱式又可分為管狀旁熱式(見圖a)和平面旁熱式(見圖d)兩種。
當加熱器與半導(dǎo)體材料直接接觸時,這一類結(jié)構(gòu)的傳感器即為直熱式氣體傳感器(見圖b)。
不需要附加加熱器的傳感器就是自加熱時傳感器(見圖c)。
三、半導(dǎo)體氣體傳感器- -原理
金屬氧化物半導(dǎo)體在空氣中被加熱到一定溫度時,氧原子被吸附在帶負電荷的半導(dǎo)體表面,半導(dǎo)體表面的電子會被轉(zhuǎn)移到吸附氧上,氧原子就變成了氧負離子,同時在半導(dǎo)體表面形成一個正的空間電荷層,導(dǎo)致表面勢壘升高,從而阻礙電子流動(見圖1)。在敏感材料內(nèi)部,自由電子必須穿過金屬氧化物半導(dǎo)體微晶粒的結(jié)合部位(晶界)才能形成電流,由氧吸附產(chǎn)生的勢壘同樣存在于晶界而阻礙電子的自由流動,傳感器的電阻即緣于這種勢壘,在工作條件下當傳感器遇到還原性氣體時,氧負離子因與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致其表面濃度降低,勢壘隨之降低(見圖2),導(dǎo)致傳感器的組織減小。
四、半導(dǎo)體氣體傳感器- -應(yīng)用
半導(dǎo)體氣體傳感器在安全領(lǐng)域可用于家用燃氣報警器、工業(yè)用燃氣探測器、便攜式燃氣探測器、燃料電池用燃氣報警器等;在舒適方面可用于空氣清潔機、微波爐、抽油煙機、空氣質(zhì)量控制等;在健康方面可用于酒精檢測器、口臭檢測器等;在計量方面可用于氣象色譜儀、酒精分析儀等。
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