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传感器介绍

吸附分子将向半导体气敏传感器释放出电子而形

  气敏元件是利用敏感材料接触气体时,其阻值的变化来检测气体的成分或浓度的;非电阻型气敏元件是利用其他参数,如二极管伏安特性和场效应晶体管的阀值电压变化来检测被测气体的

  半导体气敏传感器是利用气体在气体半导体表面的氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。当半导体气敏传感器被加热到稳定状态,在气体接触其表面而被吸附时,被吸附的分子首先表面物性自由扩散,失去运动能量,其中一部分小分子被蒸发掉,另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附。当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力(气体的吸附和渗透特性)时,吸附分子将从半导体气敏传感器夺得电子而变成负离子吸附,半导体表面呈现电荷层。例如,氧气等具有负离子吸附倾向的气体被称为氧化型气体或电子接收性气体。如果半导体的功函数大于吸附分子的亲和力,吸附分子将向半导体气敏传感器释放出电子而形成正离子吸附。具有正离子吸附倾向的气体有氢气、一氧化碳、碳氢化合物和醇类。它们被称为还原性气体或电子供给性气体。

  当氧化型气体吸附到N型半导体上,还原气体吸附到P型半导体上,将使半导体的载流子减少,而使电阻值曾大。当还原气体吸附到N型半导体上,氧化型气体吸附到P型半导体上,则载流子增多,而使半导体的电阻值将下降。

  半导体气敏传感器由于具有灵敏度高、响应时间和恢复时间快、使用寿命长及成本低等优点,得到了广泛的应用。它按其用途分为以下几种类型;气体泄漏报警、自动控制、自动检测测试等。

  主要用于对多种气体的检漏、浓度检测和超限报警等方面。主要领域在工农业,安全,民用厨房或集体住宅、工厂矿业船舶地铁等的防灾、医用、环保技术方面。

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