半导体气体传感器

作者：李雪时间：2015-11-30来源：电子产品世界收藏

　　导读：传感器是什么?气体传感器是什么?半导体气体传感器是什么?

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一、半导体气体传感器- -概念

　　传感器指的是具有采集信息功能并能将采集到的信息转化为人们更易识别的信号(如电信号、声信号、光信号、数字信号等)的装置。

　　气体传感器指的是能够采集气体的某些信息(如浓度、种类)并将采集到的信息转化为人们更易识别的信号(如电信号、声信号、光信号、数字信号等)的装置。

　　气体传感器可分为化学类气体传感器和物理类气体传感器，而半导体气体传感器就是化学类气体传感器类别中的一员。

二、半导体气体传感器- -分类

　　当加热器与半导体材料为隔离状态时，这一类结构的传感器就是旁热式气体传感器，旁热式又可分为管状旁热式(见图a)和平面旁热式(见图d)两种。

　　当加热器与半导体材料直接接触时，这一类结构的传感器即为直热式气体传感器(见图b)。

　　不需要附加加热器的传感器就是自加热时传感器(见图c)。

三、半导体气体传感器- -原理

　　金属氧化物半导体在空气中被加热到一定温度时，氧原子被吸附在带负电荷的半导体表面，半导体表面的电子会被转移到吸附氧上，氧原子就变成了氧负离子，同时在半导体表面形成一个正的空间电荷层，导致表面势垒升高，从而阻碍电子流动(见图1)。在敏感材料内部，自由电子必须穿过金属氧化物半导体微晶粒的结合部位(晶界)才能形成电流，由氧吸附产生的势垒同样存在于晶界而阻碍电子的自由流动，传感器的电阻即缘于这种势垒，在工作条件下当传感器遇到还原性气体时，氧负离子因与还原性气体发生氧化还原反应而导致其表面浓度降低，势垒随之降低(见图2)，导致传感器的组织减小。