半導(dǎo)體氣體傳感器的原理

        半導(dǎo)體氣體傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)，改變敏感元件的電阻值而制成的。當(dāng)半導(dǎo)體器件加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)氣體接觸半導(dǎo)體表面被吸附時(shí)，被吸附的分子首先在物體表面自由擴(kuò)散，失去運(yùn)動(dòng)能量。一部分分子被蒸發(fā)，另一部分剩余分子被熱分解并吸附在物體上。表面。當(dāng)半導(dǎo)體的功函數(shù)小于被吸附分子的親和力時(shí)，被吸附分子會(huì)從器件中帶走電子而成為吸附的負(fù)離子，半導(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。
        例如，氧氣和其他具有吸附負(fù)離子傾向的氣體稱為氧化氣體。如果半導(dǎo)體的功函數(shù)大于吸附分子的解離能，吸附分子就會(huì)向器件釋放電子，形成正離子吸附。具有吸附正離子傾向的氣體有氫氣、一氧化碳等，稱為還原性氣體。
        當(dāng)氧化氣體吸附在n型半導(dǎo)體上，還原氣體吸附在p型半導(dǎo)體上時(shí)，會(huì)使半導(dǎo)體載流子減少，電阻增加。當(dāng)還原氣體吸附在 n 型半導(dǎo)體上，氧化氣體吸附在 p 型半導(dǎo)體上時(shí)，載流子增加，半導(dǎo)體的電阻降低。
        非電阻式氣體傳感器也是半導(dǎo)體氣體傳感器之一。它是利用mos二極管的電容-電壓特性的變化和mos場效應(yīng)晶體管的閾值電壓變化的特性制成的氣體傳感器。由于這種傳感器的制造工藝成熟，易于器件集成，因此其性能穩(wěn)定且價(jià)格低廉。特定材料的使用還可以使傳感器對(duì)某些氣體特別敏感。