气体传感器阐述
非电阻型也是一类较为常见的半导体气敏器件,这类器件使用方便,无需设置工作温度,易于集成化,得到了广泛应用。主要有结型和MOSFET型两种。 结型气敏传感器件又称气敏二极管,这类气敏器件是利用气体改变二极管的整流特性来工作的。其结构如下图左图所示。它的原理是:贵金属Pd对氢气具有选择性,它与半导体接触形成接触势垒。当二极管加正向偏压时,从半导体流向金属的电子将增加,因此正向是导通的。
气体传感器描述
气敏二极管的特性曲线左移可以看作二极管导通电压发生改变,这一特性如果发生在场效应管的栅极,将使场效应管的阈值电压UT改变。利用这一原理可以制成MOSFET型气敏器件。 氢气敏MOSFET是一种典型的气敏器件,它用金属钯(Pd)制成钯栅。在含有氢气的气氛中,由于钯的催化作用,氢气分子分解成氢原子扩散到钯与二氧化硅的界面,终导致MOSFET的阈值电压UT发生变化。使用时常将栅漏短接,可以保证MOSFET工作在饱和区,此时的漏极电流ID=β(UGS—UT)2,利用这一电路可以测出氢气的浓度。
气体传感器类型
由不同原子构成的分子会有独特的振动、转动频率,当其受到相同频率的红外线照射时,就会发生红外吸收,从而引起红外光强的变化,通过测量红外线强度的变化就可以测得气体浓度;需要说明的是振动、转动是两种不同的运动形态,这两种运动形态会对应不同的红外吸收峰,振动和转动本身也有多样性;因此一般情况下一种气体分子会有多个红外吸收峰;