半导体材料掺杂锡能测什么气体

1、半导体式气体传感器 它是利用一些金属氧化物半导体材料,在一定温度下,电导率随着环境气体成份的变化而变化的原理制造的.比如,酒精传感器,就是利用二氧化锡在高温下遇到酒精气体时,电阻会急剧减小的原理制备的. 半导体式气体传感器可以有效地用于：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、酒精、甲醛、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙炔、氯乙烯、苯乙烯、丙烯酸等很多气体地检测.尤其是,这种传感器成本低廉,适宜于民用气体检测的需求. 下列几种半导体式气体传感器是成功的：甲烷（天然气、沼气）、酒精、一氧化碳（城市煤气）、硫化氢、氨气（包括胺类,肼类）.高质量的传感器可以满足工业检测的需要. 缺点：稳定性较差,受环境影响较大；尤其,每一种传感器的选择性都不是唯一的,输出参数也不能确定.因此,不宜应用于计量准确要求的场所. 目前这种传感器的主要供应商在日本（发明者）,其次是中国,最近有新加入了韩国,其他国家如美国在这方面也有相当的工作,但是始终没有汇入主流!中国在这个领域投入的人力和时间都不亚于日本,但是由于多年来国家政策导向以及社会信息闭塞等原因,我国流行于市场的半导体式气体传感器性能质量都远逊于日本产品,相信,随着市场进步,民营资本的进一步兴起,中国产的半导体式气体传感器达到和超越日本水平已经指日可待 2、催化燃烧式气体传感器 这种传感器是在白金电阻的表面制备耐高温的催化剂层,在一定的温度下,可燃性气体在其表面催化燃烧,燃烧是白金电阻温度升高,电阻变化,变化值是可燃性气体浓度的函数. 催化燃烧式气体传感器选择性地检测可燃性气体：凡是可以燃烧的,都能够检测；凡是不能燃烧的,传感器都没有任何响应.当然,凡是可以燃烧的,都能够检测这一句有很多例外,但是,总的来讲,上述选择性是成立的. 催化燃烧式气体传感器计量准确,响应快速,寿命较长.传感器的输出与环境的爆炸危险直接相关,在安全检测领域是一类主导地位的传感器. 缺点：在可燃性气体范围内,无选择性.暗火工作,有引燃爆炸的危险.大部分元素有机蒸汽对传感器都有中毒作用. 目前这种传感器的主要供应商在中国、日本、英国（发明国）!目前中国是这种传感器的最大用户（煤矿）,也拥有最佳的传感器生产技术,尽管不断有各种各样的代理商在宣传上干扰社会对这种传感器的认识,但是毕竟,催化燃烧式气体传感器的主流制造商在国内. 3、热导池式气体传感器 每一种气体,都有自己特定的热导率,当两个和多个气体的热导率差别较大时,可以利用热导元件,分辨其中一个组分的含量.这种传感器已经传感器地用于氢气的检测、二氧化碳的检测、高浓度甲烷的检测. 这种气体传感器可应用范围较窄,限制因素较多. 这是一种老式产品,全世界各地都有制造商.产品质量全世界大同小异. 4、电化学式气体传感器 它相当一部分的可燃性的、有毒有害气体都有电化学活性,可以被电化学氧化或者还原.利用这些反应,可以分辨气体成份、检测气体浓度.电化学气体传感器分很多子类： （1）、原电池型气体传感器（也称：加伏尼电池型气体传感器,也有称燃料电池型气体传感器,也有称自发电池型气体传感器）,他们的原理行同我们用的干电池,只是,电池的碳锰电极被气体电极替代了.以氧气传感器为例,氧在阴极被还原,电子通过电流表流到阳极,在那里铅金属被氧化.电流的大小与氧气的浓度直接相关.这种传感器可以有效地检测氧气、二氧化硫、氯气等. （2）、恒定电位电解池型气体传感器,这种传感器用于检测还原性气体非常有效,它的原理与原电池型传感器不一样,它的电化学反应是在电流强制下发生的,是一种真正的库仑分析的传感器.这种传感器已经成功地用于：一氧化碳、硫化氢、氢气、氨气、肼、等气体的检测之中,是目前有毒有害气体检测的主流传感器. （3）、浓差电池型气体传感器,具有电化学活性的气体在电化学电池的两侧,会自发形成浓差电动势,电动势的大小与气体的浓度有关,这种传感器的成功实例就是汽车用氧气传感器、固体电解质型二氧化碳传感器. （4）、极限电流型气体传感器,有一种测量氧气浓度的传感器利用电化池中的极限电流与载流子浓度相关的原理制备氧（气）浓度传感器,用于汽车的氧气检测,和钢水中氧浓度检测. 目前这种传感器的主要供应商遍布全世界,主要在德国、日本、美国,最近新加入几个欧洲供应商：英国、瑞士等.中国在这个领域起步很早,但是产业化进程效果不佳. 5、红外线气体传感器 大部分的气体在中红外区都有特征吸收峰,检测特征吸收峰位置的吸收情况,就可以确定某气体的浓度. 这种传感器过去都是大型的分析仪器,但是近些年,随着以MEMS技术为基础的传感器工业的发展,这种传感器的体积已经由10升,45公斤的巨无霸,减小到2毫升（拇指大小）左右.使用无需调制光源的红外探测器使得仪器完全没有机械运动部件,完全实现免维护化. 红外线气体传感器可以有效地分辨气体的种类,准确测定气体浓度. 这种传感器成功的用于：二氧化碳、甲烷的检测. 目前这种“传感器”的供应商在欧洲!中国在这一领域目前是“半”空白! 6、磁性氧气传感器 这是磁性氧气分析仪的核心,但是目前也已经实现了“传感器化”进程. 它是利用空气中的氧气可以被强磁场吸引的原理制备的. 这种传感器只能用于氧气的检测,选择性极好.大气环境中只有氮氧化物能够产生微小的影响,但是由于这些干扰气体的含量往往很少,所以,磁氧分析技术的选择性几乎是唯一的! 老牌工业产品,全世界各地都有制造商.（当然我说的是作为一次仪表的氧气分析仪,它在一定范围内可以被看作传感器.而以纯粹传感器形式生产的这种产品,是最近的事情.） 7、其他 近年来,随着新技术的不断涌现,气体传感器技术也在不断发生着相应的革命.气体传感器的种类也在随着增添新丁. 但是,有些传感器是否应该列在气体传感器名下颇有争议,比如：PID检测器,尽管也是用于气体的检测,尽管体积一样小巧,但是,由于不能真正实现免维护化,因此,这种装备,无论体积有多小,都应该列在“检测仪器”的名下. 8.检测仪中的0-100% LEL与0-n PPM （1）“LEL"是指爆炸下限. 可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最低浓度,称为爆炸下限—简称%LEL.英文：Lower Explosion Limited. 可燃气体在空气中遇明火种爆炸的最高浓度,称为爆炸上限—简称%UEL.英文：Upper Explosion Limited. 那么什么是爆炸下限? 可燃性气体的浓度过低或过高它是没有危险的,它只有与空气混合形成混合气或更确切地说遇到氧气形成一定比例的混合气才会发生燃烧或爆炸.燃烧是伴有发光发热的激烈氧化反应,它必须具备三个要素：a、可燃物（燃气）；b、助燃物（氧气）；c、点火源（温度）.可燃气的燃烧可以分为两类,一类是扩散燃烧,即挥发的或从设备中喷出、泄漏的可燃气,遇到点火源混合燃烧.另一类燃烧,是可燃气与空气混合着火燃烧,这种燃烧反应激烈而速度快,一般会产生巨大的压力和声响,又称之为爆炸.燃烧与爆炸没有严格的区分. 有关权威部门和专家已经对目前发现的可燃气作了燃烧爆炸分析,制定出了可燃性气体的爆炸极限,它分为爆炸上限（英文upper explode limit的简写UEL）和爆炸下限（英文lower explode limit的简写LEL）.低于爆炸下限,混合气中的可燃气的含量不足,不能引起燃烧或爆炸,高于上限混合气中的氧气的含量不足,也不能引起燃烧或爆炸.另外,可燃气的燃烧与爆炸还与气体的压力、温度、点火能量等因素有关.爆炸极限一般用体积百分比浓度表示. 爆炸极限是爆炸下限、爆炸上限的总称,可燃气体在空气中的浓度只有在爆炸下限、爆炸上限之间才会发生爆炸.低于爆炸下限或高于爆炸上限都不会发生爆炸.因此,在进行爆炸测量时,报警浓度一般设定在爆炸下限的25%LEL以下. 各种可燃气体检测仪的测量范围为0-100%LEL. 固定式可燃气体检测仪的通常设有二个报警点（与报警主机的型号有关）：10%LEL为一级报警,25%LEL为二级报警. 便携式可燃气体检测仪的通常设有一个报警点：25%LEL为报警点. 举例说明,甲烷的爆炸下限为5%体积比,那也就是说,把这个5%体积比,一百等分,让5%体积比对应100%LEL,也就是说,当检测仪数值到达10%LEL报警点时,相当于此时甲烷的含量为0.5%体积比.当检测仪数值到达25%LEL报警点时,相当于此时甲烷的含量为1.25%体积比. 所以,您不必担心报警后是不是随时有危险了,此时是在提示您,要马上采取相应的措施啦,比如开启排气扇或是切断一些阀门等,离真正有可能出现危险的爆炸下限还有很大一段差距,这样才会起到报警提示的作用. （2）ppm是体积比浓度：Parts per million . ppm是溶液浓度（溶质质量分数）的一种表示方法,ppm表示百万分之一. 对于溶液：即1升水溶液中有1/1000毫升的溶质,则其浓度（溶质质量分数）为1ppm. 对于气体：对环境大气（空气）中污染物浓度的表示方法之一. 体积浓度表示法：一百万体积的空气中所含污染物的体积数,即ppm 大部分气体检测仪器测得的气体浓度都是体积浓度（ppm）.而按我国规定,特别是环保部门,则要求气体浓度以质量浓度的单位（如：mg/m3）表示,我们国家的标准规范也都是采用质量浓度单位（如：mg/m??）表示. 技术参数： 标准配置10.6eV PID灯 检测精度:0.1ppb0.1ppm或0.1mg/m3 测量范围:1~999ppb 0.1-10000ppm or mg/m3 显示单位:ppm ppb mg/m3 本质安全认证:BASEEFA *** 作容易便携式 探测约250+种气体 寻找泄漏源 周边监控 暴露水平TWASTEL 存储20000个数据 声光报警 通过红外端口下载和接收 强大的电脑软件每一份产品,每一份放心”我们的庄严承诺!“服务于安全!服务于健康!”是我们的目标!我们将给您的员工提供国际一流的安全保护 . 安全绳

杂质半导体： 通过扩散工艺，在本征半导体中掺入少量合适的杂质元素，可得到杂质半导体。 P型半导体的导电特性：掺入的杂质越多，多子（空穴）的浓度就越高，导电性能也就越强。结论：多子的浓度决定于杂质浓度。少子的浓度决定于温度。 PN结的形成：将P型半导体与N型半导体制作在同一块硅片上，在它们的交界面就形成PN结。PN结的特点：具有单向导电性。半导体杂质 半导体中的杂质对电阻率的影响非常大。半导体中掺入微量杂质时，杂质原子附近的周期势场受到干扰并形成附加的束缚状态，在禁带中产加的杂质能级。例如四价元素锗或硅晶体中掺入五价元素磷、砷、锑等杂质原子时，杂质原子作为晶格的一分子，其五个价电子中有四个与周围的锗（或硅）原子形成共价结合，多余的一个电子被束缚于杂质原子附近，产生类氢能级。杂质能级位于禁带上方靠近导带底附近。杂质能级上的电子很易激发到导带成为电子载流子。这种能提供电子载流子的杂质称为施主，相应能级称为施主能级。施主能级上的电子跃迁到导带所需能量比从价带激发到导带所需能量小得多（图2）。在锗或硅晶体中掺入微量三价元素硼、铝、镓等杂质原子时，杂质原子与周围四个锗（或硅）原子形成共价结合时尚缺少一个电子，因而存在一个空位，与此空位相应的能量状态就是杂质能级，通常位于禁带下方靠近价带处。价带中的电子很易激发到杂质能级上填补这个空位，使杂质原子成为负离子。价带中由于缺少一个电子而形成一个空穴载流子（图3）。这种能提供空穴的杂质称为受主杂质。存在受主杂质时，在价带中形成一个空穴载流子所需能量比本征半导体情形要小得多。半导体掺杂后其电阻率大大下降。加热或光照产生的热激发或光激发都会使自由载流子数增加而导致电阻率减小，半导体热敏电阻和光敏电阻就是根据此原理制成的。对掺入施主杂质的半导体，导电载流子主要是导带中的电子，属电子型导电，称N型半导体。掺入受主杂质的半导体属空穴型导电，称P型半导体。半导体在任何温度下都能产生电子-空穴对，故N型半导体中可存在少量导电空穴，P型半导体中可存在少量导电电子，它们均称为少数载流子。在半导体器件的各种效应中，少数载流子常扮演重要角色。 半导体掺杂半导体之所以能广泛应用在今日的数位世界中，凭借的就是其能借由在其晶格中植入杂质改变其电性，这个过程称之为掺杂（doping）。掺杂进入本质半导体（intrinsic semiconductor）的杂质浓度与极性皆会对半导体的导电特性产生很大的影响。而掺杂过的半导体则称为外质半导体（extrinsic semiconductor）。半导体掺杂物哪种材料适合作为某种半导体材料的掺杂物（dopant）需视两者的原子特性而定。一般而言，掺杂物依照其带给被掺杂材料的电荷正负被区分为施体（donor）与受体（acceptor）。施体原子带来的价电子（valence electrons）大多会与被掺杂的材料原子产生共价键，进而被束缚。而没有和被掺杂材料原子产生共价键的电子则会被施体原子微弱地束缚住，这个电子又称为施体电子。和本质半导体的价电子比起来，施体电子跃迁至传导带所需的能量较低，比较容易在半导体材料的晶格中移动，产生电流。虽然施体电子获得能量会跃迁至传导带，但并不会和本质半导体一样留下一个电洞，施体原子在失去了电子后只会固定在半导体材料的晶格中。因此这种因为掺杂而获得多余电子提供传导的半导体称为n型半导体（n-type semiconductor），n代表带负电荷的电子。和施体相对的，受体原子进入半导体晶格后，因为其价电子数目比半导体原子的价电子数量少，等效上会带来一个的空位，这个多出的空位即可视为电洞。受体掺杂后的半导体称为p型半导体（p-type semiconductor），p代表带正电荷的电洞。以一个硅的本质半导体来说明掺杂的影响。硅有四个价电子，常用于硅的掺杂物有三价与五价的元素。当只有三个价电子的三价元素如硼（boron）掺杂至硅半导体中时，硼扮演的即是受体的角色，掺杂了硼的硅半导体就是p型半导体。反过来说，如果五价元素如磷（phosphorus）掺杂至硅半导体时，磷扮演施体的角色，掺杂磷的硅半导体成为n型半导体。一个半导体材料有可能先后掺杂施体与受体，而如何决定此外质半导体为n型或p型必须视掺杂后的半导体中，受体带来的电洞浓度较高或是施体带来的电子浓度较高，亦即何者为此外质半导体的“多数载子”（majority carrier）。和多数载子相对的是少数载子（minority carrier）。对于半导体元件的 *** 作原理分析而言，少数载子在半导体中的行为有着非常重要的地位。

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