傳感器第十章半導體傳感器氣濕

第10章半導體式傳感器目前一頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用

1氣敏傳感器

2濕敏傳感器3色敏傳感器第10章半導體傳感器主要內(nèi)容：目前二頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器

半導體傳感器是典型的物性型傳感器，它是利用某些材料的電特征的變化實現(xiàn)被測量的直接轉換，如改變半導體內(nèi)載流子的數(shù)目。凡是用半導體材料制作的傳感器都屬于半導體傳感器。其中包括：光敏電阻、光敏二極管、光敏晶體管、霍爾元件、磁敏元件、壓阻元件、氣敏、濕敏等等。概述

目前三頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器概述

紙品木材烘干濕度傳感器芯片生產(chǎn)要求最高的濕度穩(wěn)定性目前四頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器概述

氣敏傳感器濕敏傳感器目前五頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器氣敏傳感器是用來檢測氣體濃度和成份的器件，由于氣體種類很多，性質(zhì)各不相同，不可能用同一種氣體傳感器測量所有氣體，如：工業(yè)天然氣、煤氣等易燃易爆的安全監(jiān)測；環(huán)境保護，有害、有毒氣體監(jiān)測；酒后駕車，乙醇濃度檢測。10.1氣敏傳感器目前六頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.1半導體氣敏傳感器工作原理氣敏傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化和還原反應，導致敏感元件阻值變化，如：氧氣、NO2等具有負離子吸附傾向的氣體，被稱為氧化型氣體——電子接收性氣體；H2、CO、碳氫化合物（烴）、醇類等具有正離子吸附傾向的氣體，被稱為還原型氣體——電子供給性氣體。目前七頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器當氧化型氣體吸附到N型半導體上，半導體的載流子減少，電阻值上升；當氧化型氣體吸附到P型半導體上，半導體的載流子增多，電阻值下降；當還原型氣體吸附到N型半導體上，半導體的載流子增多，電阻值下降；當還原型氣體吸附到P型半導體上，半導體的載流子減少，電阻值上升；N型半導體與氣體接觸時的氧化還原反映10.1氣敏傳感器

10.1.1半導體氣敏傳感器工作原理目前八頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器10.1.1半導體氣敏傳感器工作原理組成：敏感元件、加熱器、外殼；制造工藝：燒結型、薄膜型、厚膜型。氣敏電阻的材料是金屬氧化物，合成時加敏感材料和催化劑燒結，這些金屬氧化物在常溫下是絕緣的，制成半導體后顯示氣敏特性。金屬氧化物有：N型半導體，如：SnO2Fe2O3ZnOTiOP型半導體，如：CoO2PbOMoO2CrO3目前九頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.2半導體氣敏傳感器類型及結構

(1)電阻型半導體氣敏傳感器電阻型半導體氣敏傳感器導電機理用一句話描述：利用半導體表面因吸附氣體引起半導體元件電阻值變化，根據(jù)這一特性，從阻值的變化測出氣體的種類和濃度。由于空氣中的含氧量大體上是恒定的，因此氧的吸附量也是恒定的，氣敏器件阻值也相對固定。若氣體濃度發(fā)生變化，器件表面將產(chǎn)生吸附作用，其阻值也將隨氣體濃度變化而變化。根據(jù)這一特性，可以從阻值的變化得知吸附氣體的種類和濃度。目前十頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.2半導體氣敏傳感器類型及結構

(1)電阻型半導體氣敏傳感器SnO2系列氣敏元件有燒結型、薄膜型和厚膜型三種。(a)燒結型氣敏器件目前十一頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點燒結型氣敏器件的制作是將一定比例的敏感材料（SnO2、ZnO等）和一些摻雜劑（Pt、Pb等）用水或粘合劑調(diào)合，經(jīng)研磨后使其均勻混合，然后將混合好的膏狀物倒入模具，埋入加熱絲和測量電極，經(jīng)傳統(tǒng)的制陶方法燒結。最后將加熱絲和電極焊在管座上，加上特制外殼就構成器件。該類器件分為兩種結構：直熱式和旁熱式。

目前十二頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點直熱式器件管芯體積很小，將加熱絲、測量絲直接埋在金屬氧化物半導體粉末材料內(nèi)燒結而成。加熱絲兼做一個測量電極，工作時加熱絲通電加熱，測量絲用于測量器件的阻值。缺點：熱容量小，易受環(huán)境氣流的影響；測量電路與加熱電路之間沒有隔離而相互干擾，影響其測量參數(shù)；加熱絲在加熱與不加熱兩種情況下產(chǎn)生的膨脹與冷縮，容易造成器件接觸不良。目前十三頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點國產(chǎn)QM-N5型和日本費加羅TGS＃812、813型等氣敏傳感器都采用這種結構。目前十四頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.2半導體氣敏傳感器類型及結構

(1)電阻型半導體氣敏傳感器電阻型氣敏元件通常工作在高溫狀態(tài)，氣敏元件的加熱作用：為加速氣體吸附和上述的氧化還原反應，提高靈敏度和響應速度；另外使附著在殼面上的油霧、塵埃燒掉。目前十五頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點目前十六頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點厚膜型氣敏器件

將SnO2和ZnO等材料與3％～15％重量的硅凝膠混合制成能印刷的厚膜膠，把厚膜膠用絲網(wǎng)印制到裝有鉑電極的氧化鋁基片上，在400～800℃高溫下燒結1～2小時制成。優(yōu)點：一致性好，機械強度高，適于批量生產(chǎn)。目前十七頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章

半導體式傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.2半導體氣敏傳感器類型及結構

(2)非電阻型半導體氣敏傳感器非電阻型氣半導體敏傳感器主要類型：利用MOS二極管的電容—電壓特性變化；利用MOS場效應管的閾值電壓的變化；利用肖特基金屬半導體二極管的勢壘變化進行氣體檢測。目前十八頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.3半導體氣敏傳感器應用

氣體濃度檢測目前十九頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.3半導體氣敏傳感器應用酒精測試儀目前二十頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.3半導體氣敏傳感器應用防酒后駕車汽車點火電路目前二十一頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.1氣敏傳感器

10.1.3半導體氣敏傳感器應用

紅外多種氣體檢測系統(tǒng)動畫演示目前二十二頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點煙氣分析儀目前二十三頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.2濕敏傳感器濕度是指空氣中的水蒸氣含量，通常用絕對濕度和相對濕度表示：絕對濕度，單位空間所含水蒸汽的絕對含量或濃度，用符號AH表示，單位（g/m3）。相對濕度，被測氣體中的水蒸汽壓和該氣體在相同溫度下飽和水蒸氣壓的百分比，一般用%RH表示，無量綱。一般使用濕度，量程0～100%RH。不同環(huán)境所需濕度不同，測量方法很多，但精度不高。目前世界上最高水平濕度測量精度在±0.01%左右，理想測濕量程應是0～100%RH，量程越大實用價值越大。目前二十四頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點

為什么要測量濕度?

溫濕度變送器h,Tx室內(nèi)空氣質(zhì)量

100%rH貯存/催熟生產(chǎn)空氣質(zhì)量烘干過程耗費最低的能量達到/保持成品的最佳品質(zhì)讓設備高效率地進行生產(chǎn)-更舒適更高的工作效率使產(chǎn)品或原材料達到最佳品質(zhì)目前二十五頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點傳感器原理及應用第10章半導體傳感器10.2濕敏傳感器

10.2.1氯化鋰濕敏電阻氯化鋰濕敏電阻即電解質(zhì)濕敏電阻，利用物質(zhì)吸收水分子而導電率發(fā)生變化檢測濕度。目前二十六頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點氯化鋰濕敏電阻是利用吸濕性鹽類潮解，離子導電率發(fā)生變化而制成的測濕元件。它由引線、基片、感濕層與電極組成。目前二十七頁\總數(shù)二十八頁\編于十八點