第7章气敏传感器和湿敏传感器 第7.1章气敏传感器 gag8sgg8s等g8 EEEn■mnEnnnanNeeeeennnsnEna ● 2 第7.2章湿敏传感器
第7章 气敏传感器和湿敏传感器 1 第7.1章 气敏传感器 2 第7.2章 湿敏传感器
第7章气敏传感器和湿敏传感器 气敏传感器是用来测量气体的类别、浓度和成 分的传感器，而半导体气敏传感器是目前实际使用 最多的是半导体气敏传感器。 ◆由于气体种类繁多，性质也各不相同，不可能用一 种传感器检测所有类别的气体，因此半导体气敏传 感器的种类非常多。 ◆目前半导体气敏传感器常用于工业上天然气、煤气、 石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的 监测、预报和自动控制
第7章 气敏传感器和湿敏传感器 气敏传感器是用来测量气体的类别、浓度和成 分的传感器，而半导体气敏传感器是目前实际使用 最多的是半导体气敏传感器。 ◆由于气体种类繁多，性质也各不相同，不可能用一 种传感器检测所有类别的气体，因此半导体气敏传 感器的种类非常多。 ◆目前半导体气敏传感器常用于工业上天然气、煤气、 石油化工等部门的易燃、易爆、有毒、有害气体的 监测、预报和自动控制
第7章气做传感器和湿敏传感器 10.1.1气敏电阻的工作原理 ◆气敏电阻的材料是金属氧化物，在合成材料时， 通过化学计量比的偏离和杂质缺陷制成，金属氧 化物半导体分N型半导体，如氧化锡、氧化铁、 氧化锌、氧化钨等，P型半导体，如氧化钴、氧 化铅、氧化铜、氧化镍等。为了提高某种气敏元 件对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成材料 有时还渗入了催化剂，如钯(Pd)、铂(Pt)、 银(Ag)等
第7章 气敏传感器和湿敏传感器 10.1.1 气敏电阻的工作原理 ◆气敏电阻的材料是金属氧化物，在合成材料时， 通过化学计量比的偏离和杂质缺陷制成，金属氧 化物半导体分N型半导体，如氧化锡、氧化铁、 氧化锌、氧化钨等，P型半导体，如氧化钴、 氧 化铅、氧化铜、氧化镍等。为了提高某种气敏元 件对某些气体成分的选择性和灵敏度，合成材料 有时还渗入了催化剂，如钯（Pd）、铂（Pt）、 银（Ag）等
第7章气做传感器和湿敏传感器 ◆金属氧化物在常温下是绝缘的，制成半导体后 却显示气敏特性。通常器件工作在空气中，空 气中的氧和NO2这样的电子兼容性大的气体， 接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷，结 果使N型半导体材料的表面空间电荷层区域的 传导电子减少，使表面电导减小，从而使器件 处于高阻状态。一旦元件与被测还原性气体接 触，就会与吸附的氧起反应，将被氧束缚的电 子释放出来，敏感膜表面电导增加，使元件电 阻减小
第7章 气敏传感器和湿敏传感器 ◆金属氧化物在常温下是绝缘的，制成半导体后 却显示气敏特性。通常器件工作在空气中，空 气中的氧和NO2这样的电子兼容性大的气体， 接受来自半导体材料的电子而吸附负电荷，结 果使N型半导体材料的表面空间电荷层区域的 传导电子减少，使表面电导减小，从而使器件 处于高阻状态。一旦元件与被测还原性气体接 触，就会与吸附的氧起反应，将被氧束缚的电 子释放出来，敏感膜表面电导增加，使元件电 阻减小
第7章气做传感器和湿敏传感器 ◆该类气敏元件通常工作在高温状态（200450℃)， 目的是为了加速上述的氧化还原反应。 例如，用氧化锡制成的气敏元件，在常温下吸附某 种气体后，其电导率变化不大，若保持这种气体浓 度不变，该器件的电导率随器件本身温度的升高而 增加，尤其在100~300℃范围内电导率变化很大。显 然，半导体电导率的增加是由于多数载流子浓度增 加的结果。气敏元件的基本测量电路如图10-1（a) 所示。氧化锡、氧化锌材料气敏元件输出电压与温 度的关系如图10-1（b)所示
第7章 气敏传感器和湿敏传感器 ◆该类气敏元件通常工作在高温状态（200~450℃）， 目的是为了加速上述的氧化还原反应。 例如，用氧化锡制成的气敏元件，在常温下吸附某 种气体后，其电导率变化不大，若保持这种气体浓 度不变，该器件的电导率随器件本身温度的升高而 增加，尤其在100~300℃范围内电导率变化很大。显 然，半导体电导率的增加是由于多数载流子浓度增 加的结果。气敏元件的基本测量电路如图10-1（a） 所示。氧化锡、氧化锌材料气敏元件输出电压与温 度的关系如图10-1（b）所示