氣體傳感器之半導體氣體傳感器小知識

什么是半導體傳感器？

半導體傳感器(semiconductor transducer)是指一種根據半導體材料的各種物理、化學和生物學特性而研發的傳感器。傳感器所采用的半導體材料大多數是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和 Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半導體傳感器有很多種類，它利用近百種物理效應和材料的特性，具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺功能。

什么是半導體氣體傳感器？

半導體氣體傳感器是一種把半導體氣敏元件作為敏感元件的氣體傳感器，是最常見的氣體傳感器之一，廣泛應用于家庭和工廠的可燃氣體泄露檢測裝置，適用于甲烷、液化氣、氫氣等氣體的檢測。

半導體氣體傳感器原理：

在一定的溫度條件下，被測氣體到達半導體敏感材料表面時將與其表面吸附的氧發生化學反應,并導致半導體敏感材料電阻發生變化，其電阻變化率與被測氣體濃度呈指數關系，通過測量電阻的變化即可測得氣體濃度。

單支半導體氣體傳感器通過選擇性催化、物理或化學分離等方式在已知環境中可以實現對氣體的有限識別。大規模半導體氣體傳感器陣列可以實現對未知環境中氣體種類的精確識別。

半導體氣體傳感器分類

半導體顧名思義是電導率介于絕緣體與導體之間的物質。

半導體氣體傳感器的敏感材料就這么一種物質。

按照傳感器所使用的敏感材料的差異可分為：SnO2、ZnO、WO3、Fe2O3等型；

按傳感器內部結構的差異可分為：管狀旁熱式、平面旁熱式、直熱式、常溫式以及MEMS式五類。

當加熱器與半導體材料為隔離狀態時，這一類結構的傳感器就是旁熱式氣體傳感器，旁熱式又可分為管狀旁熱式和平面旁熱式兩種。

當加熱器與半導體材料直接接觸時，這一類結構的傳感器即為直熱式氣體傳感器。
不需要附加加熱器的傳感器就是自加熱式傳感器。

常見的氣體敏感材料分為表面控制型和體控制型。表面控制即電阻由晶粒表面和晶粒晶界控制，體控制即電阻由晶粒尺寸和載流子濃度控制。

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