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人們已經發現SnO2、ZnO、Fe2O3、Cr2O3、MgO、NiO2等材料都存在氣敏效應。用這些金屬氧物制成的氣敏薄膜是一種阻抗器件,氣體分子和敏感膜之間能交換離子,發生還原反應,引起敏感膜電阻的變。作為傳感器還要求這種反應必須是可逆的,即為了消除氣體分子還必須發生一次氧反應。傳感器內的加熱器有助于氧反應進程。
按質量計算,在SnO2中加入3~5%的ThO2,5%的Sm2.在600℃的H2氣氛中燒結,制成厚膜器件,工作溫度為400℃。則可作為CO檢測器件。上圖右圖是燒結溫度為600℃時氣敏器件的特性。可看出,工作溫度在170~200℃范圍內,對H2的靈敏度曲線呈拋物線,而對CO改變工作溫度則影響不大,因此,利用器件這一特性可以檢測H2。而燒結溫度為400℃制成的器件,工作溫度為200℃時,對H2、CO的靈敏度曲線形狀都近似呈直線,但對CO的靈敏度要高得多,可以制成對CO敏感的氣體傳感器。
非電阻型也是一類較為常見的半導體氣敏器件,這類器件使用方便,無需設置工作溫度,易于集成,得到了廣泛應用。主要有結型和MOSFET型兩種。 結型氣敏傳感器件又稱氣敏二極管,這類氣敏器件是利用氣體改變二極管的整流特性來工作的。其結構如下圖左圖所示。它的原理是:Pd對氫氣具有選擇性,它與半導體接觸形成接觸勢壘。當二極管加正向偏壓時,從半導體流向金屬的電子將增加,因此正向是導通的。