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【科普】半导体气体传感器原理及引用介绍

2015-12-1 14:26:44 5303 半导体

0 半导体顾名思义是电导率介于绝缘体与导体之间的物质，半导体气体传感器的敏感材料就这么一种物质。在没有外界干扰时(真空中)，半导体材料内部有很多电子可以导电，很奇妙，在半导体在接触空气后会吸附氧，氧会捕获并固定那些半导体内的电子，更奇妙的是在此状态下如果半导体接触到象甲烷这样的气体，甲烷就会把氧气反应掉，那些被氧捕获的电子就重获自由，回到半导体内，改善其导电性能。这个过程是电子在氧和半导体之间倒腾的过程，电子被氧固定时，半导体电阻变大；甲烷反应掉氧，电子回到半导体中时，半导体电阻就小。电阻变化就和甲烷有、无、多少相关联，测半导体电阻变化就可以知道对应的甲烷的多少。用于气体传感器的半导体材料还需要具备以下条件:a、易获得；b、在较低温度下对氧气和目标气体有很好的吸附能力，二者有很好的化学反应能力、并在该温度下对反应产物有较好的脱附能力；c、与其它辅助材料成型后有较好的相融性、化学稳定性、并有适合的微缺陷电导率等。符合这种条件的常见材料二氧化锡、氧化钨、氧化铟、偏锡酸锌等。这里最重要的概念与性能的对应关系:温度-功耗、漂移;吸附及化学反应-灵敏度、选择性、漂移、线性及响应时间;脱附-恢复时间。半导体传感器的致命弱点:功耗大、漂移、线性差均与上述好应关系相关。漂移:传感器会吸附氧气，当氧气浓度变化时 (如雨天，氧浓度变小)，吸附量会变化，零点必会漂啊漂。总之半导体传感器的弱点首先是由其工作原理决定的，是先天的。后天设计、制造可以改善，但不能消除。半导体传感器的未来:在众多的气体传感器门类中，半导体传感器将是最有发展前景的传感器。原因就在于其工作原理、传感过程极其简单，即气体信息只需一个步聚就可以变为电信号;其二传感载体稳定;其三为廉价。这样的特点不仅为其进化提供了清楚的路径和空间，也为未来的大规模布设提供了经济上的可行性。半导体传感器最清晰的进化路径有两条，一是常温敏感材料，二是 MEMS化。目的是降低功耗、降低工作温度。功耗和工作温度极其重要。首先:智能终端在工作时，Mcu需要进行大量计算，即有巨量的电子在体内流动，发热、温升，没有散热措施，死去发热是正常的，热的传感器会烤着它，让 Mcu死的更快。其二:提高智能终端的可靠性、减小体积和重量，多传感器及与调理电路(Asic)集成是必由路径，传感器加热结构的设计制造通常与其他器件制造工艺不兼容，会成为和集成发展的阻碍。其三、无线分布式传感网只有在低功耗的前提下才更经济可行。半导体传感器的两条进化路径均已进行多年并取得进展。其中 MEMS化的半导体气体传感器已有市场销售。常温敏感材料需要在敏感机理上有突破，因此成熟尚需时日。郑州炜盛电子科技有限公司生产的半导体气体传感器，具有灵敏度高、寿命长等多个优点，尤其是可燃气体传感器，在众多半导体传感器中脱颖而出，广泛应用于家庭和工业可燃气体检测。 1
2015-12-1 14:26:44　　评论淘帖0 举报相关推荐 • 半导体气体传感器工作原理及结构特征 2964 • 用于半导体气体传感器的程控标定系统 11 • 第十一章半导体气体传感器 0 • 电阻式半导体气体传感器 30 • 半导体指纹传感器怎么分类？ 2667 • 半导体甲醛传感器资料 2260 • 半导体气体传感器会受到什么的影响 3252 • 半导体气体传感器在民生方面的应用 10040 • 半导体气体传感器的类型及其工作原理 9772 • FIGARO半导体式/气体传感器 1490