半導體氣敏傳感器是利用待測氣體與半導體(主要是金屬氧化物) 表面接觸時產生的電導率等物性的變化來檢測氣體。半導體氣敏器件被加熱到穩定狀態下, 當氣體接觸器件表面而被吸附時, 吸附分子首先在表面自由地擴散(物理吸附) , 失去其運動能量, 其間的一部分分子蒸發, 殘留分子產生熱分解而固定在吸附處(化學吸附)。這時, 如果器件的功函數小于吸附分子的電子親和力, 則吸附分子將從器件奪取電子而變成負離子吸附。具有負離子吸附傾向的氣體有O 2和NO 2, 稱為氧化性氣體或電子接收性氣體。如果器件的功函數大于吸附分子的離解能, 吸附分子將向器件釋放電子, 而成為正離子吸附。具有這種正離子吸附傾向的氣體有H2、CO、碳氫化合物和酒類等, 稱為還原性氣體或電子供給性氣體。
當氧化性氣體吸附到N 型半導體上, 還原性氣體吸附到P 型半導體上時, 將使載流子減少, 而使電阻增大; 相反, 當還原性氣體吸附到N 型半導體上, 氧化性氣體吸附到P 型半導體上時, 將使載流子增多,
使電阻下降。
空氣中的氧成分大體上是恒定的, 因而氧的吸附量也是恒定的, 氣敏器件的阻值大致保持不變。如果
被測氣體流入這種氣氛中, 器件表面將產生吸附作用,器件的阻值將隨氣體濃度而變化, 從濃度與阻值的變
化關系即可得知被測氣體的濃度。
半導體氣敏元件的工作原理
2009年11月23日 15:29 m.1cnz.cn 作者：佚名 用戶評論（0）
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