半导体传感器气敏传感器
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发布时间:2024-07-21 23:10
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时间:2024-08-08 03:49
半导体传感器,特别是气敏传感器,其主要应用领域是工业界的易燃、易爆、有毒和有害气体监测。这些传感器以化学物质的成分作为检测参数,广泛用于天然气、煤气和石油化工等领域的安全监控和自动化控制。
其核心材料为金属氧化物半导体,如P型的氧化锡和N型的氧化钴,有时还会掺入催化剂如钯、铂或银,以增强其对特定气体的敏感性。气敏传感器的工作原理基于敏感材料与吸附分子的交互作用。当敏感材料的功函数小于吸附分子的电子亲和力时,如O2和NO,吸附的分子会从材料中夺取电子,导致材料中的载流子减少,电阻R上升。相反,当功函数大于吸附分子的离解能,如H2和CO,吸附的分子会释放电子,载流子增加,电阻R下降。
为了提高气体检测的灵敏度,通常需要对传感器进行加热,以加速氧化还原反应,这个过程一般在200至450摄氏度之间进行。同时,加热还能清除附着在传感器表面的油雾和尘埃,保持其稳定的工作状态。
气敏传感器根据其结构和工作原理主要分为两类:电阻型半导体气敏传感器和非电阻型半导体传感器。电阻型传感器由敏感元件、加热器和外壳组成,可以是烧结型、薄膜型或厚膜型。非电阻型传感器则包括MOS二极管气敏器件和MOS场效应晶体管气敏器件,它们利用半导体的特殊电学特性来检测气体的存在和浓度。
扩展资料
半导体传感器 semiconductor transducer 利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。所采用的半导体材料多数是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和 Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半导体传感器种类繁多,它利用近百种物理效应和材料的特性,具有类似于人眼、耳、鼻、舌、皮肤等多种感觉功能。
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