半導體氣體傳感器相關知識簡介

什么是半導體傳感器？

半導體傳感器一般是指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。半導體傳感器所采用的半導體材料多數是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。而且半導體傳感器種類繁多，利用近百種物理效應和材料的特性，使其具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺功能，半導體氣體傳感器也是半導體傳感器中的一種。

什么是半導體氣體傳感器？

半導體氣體傳感器是利用固態金屬氧化物半導體氣敏材料制作氣敏元件的氣體傳感器，是最常見的氣體傳感器，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。

半導體傳感器特點：

半導體傳感器優點：性價比高、設計及制造過程簡單。

半導體傳感器弱點: 功耗大、漂移、線性差。

總之半導體傳感器的優缺點首先是由其工作原理決定的，是先天的。后天的設計、制造可以改善，但不能消除。