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半导体气体传感器的原理
日期：2024-12-19 18:23
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摘要：半导体气体传感器的原理
半导体气体传感器的原理
半导体气体传感器是利用气体在半导体表面的氧化还原反应，改变敏感元件的电阻值而制成的。当半导体器件加热到稳定状态，当气体接触半导体表面被吸附时，被吸附的分子首先在物体表面自由扩散，失去运动能量。一部分分子被蒸发，另一部分剩余分子被热分解并吸附在物体上。表面。当半导体的功函数小于被吸附分子的亲和力时，被吸附分子会从器件中带走电子而成为吸附的负离子，半导体表面呈现电荷层。
例如，氧气和其他具有吸附负离子倾向的气体称为氧化气体。如果半导体的功函数大于吸附分子的解离能，吸附分子就会向器件释放电子，形成正离子吸附。具有吸附正离子倾向的气体有氢气、一氧化碳等，称为还原性气体。
当氧化气体吸附在n型半导体上，还原气体吸附在p型半导体上时，会使半导体载流子减少，电阻增加。当还原气体吸附在 n 型半导体上，氧化气体吸附在 p 型半导体上时，载流子增加，半导体的电阻降低。
非电阻式气体传感器也是半导体气体传感器之一。它是利用mos二极管的电容-电压特性的变化和mos场效应晶体管的阈值电压变化的特性制成的气体传感器。由于这种传感器的制造工艺成熟，易于器件集成，因此其性能稳定且价格低廉。特定材料的使用还可以使传感器对某些气体特别敏感。