半导体金属氧化物陶瓷气体传感器的首要原理及

半导体气体传感器

半导体气体传感器是选用金属氧化物或金属半导体氧化物资料做成的元件，与气体彼此效果时发作外表吸附或反响，致使以载流子运动为特征的电导率或伏安特性或外表电位改动。这些都是由资料的半导体性质抉择的。

自从1962年半导体金属氧化物陶瓷气体传感器面世以来，半导体气体传感器已经变成当时运用最遍及、最具有实用价值的一类气体传感器，依据其气敏机制可以分为电阻式和非电阻式两种。

电阻式半导体气体传感器首要是指半导体金属氧化物陶瓷气体传感器，是一种用金属氧化物薄膜(例如：

Sn02，ZnO Fe203，Ti02等)制成的阻抗器材，其电阻跟着气体含量不相同而改动。气味分子在薄膜外表进行复原反响以致使传感器传导率的改动。为了消除气味分子还有必要发作一次氧化反响。传感器内的加热器有助于氧化反响进程。它具有本钱低价、制作简略、灵敏度高、呼应速度快、寿数长、对湿度灵敏低和电路简略等长处。不足之处是有必要作业于高温下、对气味或气体的挑选性差、元件参数涣散、安稳性不行抱负、功率需求高.当勘探气体中混有硫化物时，简略中毒。如今除了传统的SnO，Sn02和Fe203三大类外，又研讨开发了一批新型资料，包含单一金属氧化物资料、复合金属氧化物资料以及混合金属氧化物资料。这些新型资料的研讨和开发，大大前进了气体传感器的特性和运用规模。别的，经过在半导体内添加Pt，Pd，Ir等贵金属能有效地前进元件的灵敏度和呼应时刻。它能下降被测气体的化学吸附的活化能，因而可以前进其灵敏度和加速反响速度。催化剂不相同，致使有利于不相同的吸附试样，然后具有挑选性。例如各种贵金属对Sn02基半导体气敏资料掺杂，Pt，Pd，Au前进对CH4的灵敏度，Ir下降对CH4的灵敏度；Pt，Au前进对H2的灵敏度，而Pd下降对H2的灵敏度。运用薄膜技能、超粒子薄膜技能制作的金属氧化物气体传感器具有灵敏度高(可达10-9级)、共同性好、小型化、易集成等特征。

非电阻式半导体气体传感器是MOS二极管式和结型二极管式以及场效应管式(MOSFET)半导体气体传感器。其电流或电压跟着气体含量而改动，首要检测氢和硅烧气等可燃性气体。其间，MOSFET气体传感器作业原理是挥发性有机化合物(VOC)与催化金属(如钮)触摸发作反响，反响商品涣散到MOSFET的栅极，改动了器材的功用。经过剖析器材功用的改动而辨认VOC。经过改动催化金属的品种和膜厚可优化灵敏度和挑选性，并可改动作业温度。MOSFET气体传感器灵敏度高，但制作技术比拟复杂，本钱高。