n型半导体吸附气体时器件阻值变化的原因

n型半导体吸附气体时器件阻值变化的原因,第1张

原因如下:

声波器件表面的波速和频率会随外界环境的变化而发生漂移,n型半导体气敏传感器就是利用这种性能在压电晶体表面涂覆一层选择性吸附某气体的气敏薄膜,当该气敏薄膜与待测气体相互作用(化学作用或生物作用,或者是物理吸附),使得气敏薄膜的膜层质量和导电率发生变化时,引起压电晶体的声表面波频率发生漂移。

气体浓度不同,膜层质量和导电率变化程度亦不同,即引起声表面波频率的变化也不同。通过测量声表面波频率的变化就可以获得准确的反应气体浓度的变化值。

气敏传感器内加热丝使气敏传感器工作高温状态加速被测气体吸附和氧化还原反应提高灵敏度和响应速度  ;同时通过加热还使附着壳面上油雾、尘埃烧掉。

在半导体小加入合适的“杂质”就可以改变和控制它的能隙大小。如果在纯Si(硅)中掺杂(l)oping)少量的As(砷)或P(磷),二者的最外层有五个电子,而Si外层只有4个电子,因此就会多出——个自由电子,这样就形成了“N”型半导体。

分类与特点:

1、由于传感器原理是基于物理变化的,因而没有相对运动部件,可以做到结构简单,微型化。

2、灵敏度高,动态性能好,输出为电量。

3、采用半导体为敏感材料容易实现传感器集成化,智能化。

4、功耗低,安全可靠。同时,半导体传感器也存在以下一些缺点。

5、线性范围窄,在精度要求高的场合应采用线性化补偿电路。

6、与所有半导体元件一样,输出特性易受温度影响而漂移,所以应采用补偿措施。

7、性能参数离散性大。

杂质补偿:半导体中存在施主杂质和受主杂质时,它们底共同作用会使载流子减少,这种作用称为杂质补偿。在制造半导体器件底过程中,通过采用杂质补偿底方法来改变半导体某个区域底导电类型或电阻率。

高度补偿:若施主杂质浓度与受主杂质浓度相差不大或二者相等,则不能提供电子或空穴,这种情况称为杂质的高等补偿。这种材料容易被误认为高纯度半导体,实际上含杂质很多,性能很差,一般不能用来制造半导体器件。

补偿半导体中存在施主于受主杂质,施主于受主之间相互抵消,剩余的杂质最后电离,这就是补偿半导体的意义。

补偿半导体(Compensate semiconductor)是掺杂半导体中的一种,即在半导体中既掺有施主、又掺有受主的半导体。

由于补偿半导体中掺有两种杂质,则就要产生杂质的补偿作用,从而其中能够参加导电的多数载流子,就只有由那些未被补偿的杂质来提供劝项夜因此补偿半导体中有效的载流子浓度很小,故电阻率连欢键很高,虽然补偿罪愉臭半导体的电阻率很高,但它不同于未掺杂的本征半导体,对于强补偿半束樱糠去导体,还往往因为掺杂浓度不均匀而造成电子电势的起伏,使得导带底和价带达影乐乃顶出现起伏(禁带宽度不变),从而可形成所谓电子和空穴的"液滴"。


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