什么是半导体气体传感器?它有哪些基本类型?气体传感器的发展动态如何

什么是半导体气体传感器?它有哪些基本类型?气体传感器的发展动态如何,第1张

半导体气体传感器是利用半导体气敏元件作为敏感元件的气体传感器,是最常见的气体传感器,广泛应用于家庭和工厂的可燃气体泄露检测装置,适用于甲烷、液化气、氢气等的检测。

按照半导体变化的物理性质,又可分为电阻型和非电阻型两种。电阻型半导体气体传感器是利用半导体接触气体时其阻值的改变来检测气体的成分或浓度。

而非电阻型半导体气体传感器则是根据对气体的吸附和反应,使半导体的某些特性发生变化对气体进行直接或间接检测。

扩展资料:

半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应导致敏感元件电阻值发生变化而制成的。

当半导体器件被加热到稳定状态,在气体接触半导体表面而被吸附时,被吸附的分子首先在物体表面自由扩散,失去运动能量,一部分分子被蒸发掉。

另一部分残留分子产生热分解吸附在物体表面。当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力,则吸附分子将从器件夺走电子而变成负离子吸附,半导体表面呈现电荷层。

参考资料来源:百度百科-半导体气体传感器

电参数随外界压力改变而变化的敏感元件。力敏元件种类繁多,如电阻式、电容式、压电式等。最常见的是金属应变计和半导体应变计。金属应变计是受外力的作用使金属箔和金属丝伸长或缩短,使电阻值发生变化来完成信息转换功能的。应变材料多采用铜、镍等金属和合金。半导体应变计是利用半导体材料的压阻效应制成的。图2表示N型硅的电阻值随压强的变化。由图2可见,在压强约为20吉帕以下时,N型硅的电阻值随压强的变化呈线性。利用这一线性段可制成半导体应变计。半导体应变计又可分为体型和扩散型两种。扩散型半导体应变计利用半导体平面工艺制成,性能优良,具有很大的发展前途。

力敏元件的基本参数为灵敏度,即电阻值的相对变化量与应变量的比值。金属应变计的灵敏系数为2~3,而半导体应变计的灵敏系数为 20~200。力敏元件可用来测量压力、位移、扭矩、加速度、气压、气体流量等力学量。 电参数随环境湿度变化而变化的敏感元件。湿敏元件包括电解质湿敏元件、有机高分子膜湿敏元件、金属氧化物湿敏元件和陶瓷湿敏元件等。湿敏电阻器的灵敏度以相对湿度变化 1%时的电阻值变化率来表示。多数湿敏电阻器的电阻值随湿度增加而减小,这类湿敏电阻器称为负特性湿敏电阻器。也有少数湿敏电阻器的电阻值随湿度增加而增加。湿敏元件主要用于湿度测量和控制,按测湿范围可分为高湿型、低湿型、全湿型三类。它在气象、食品、纺织、轻工部门和环境空调、仓库设施中获得广泛的应用。

半导体材料的电阻率受温度影响时变化很大,南京时恒热敏电阻即利用这种性质制成的温度敏感器件。在半导体中,栽流子(电子)的数目仅为原子数目的几千到几万分之一,相邻自由电子间的距离是原子距离的几十到几百倍,和气体分子相似,半导体中自由电子的运动是因热运动而产生的,因此其电阻率受温度影响明显。


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