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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。
SnO2電阻型氣敏器件通常采用燒結工藝。以多孔SnO2陶瓷為基底材料,再添加不同的其他物質,用制陶工藝燒結而成,燒結時埋入加熱電阻絲和測量電極。此外,也有用蒸發和濺射等工藝制成的薄膜器件和多層膜器件,這類器件靈敏度高,動態特性好。
氣敏二極管的特性曲線左移可以看作二極管導通電壓發生改變,這一特性如果發生在場效應管的柵極,將使場效應管的閾值電壓UT改變。利用這一原理可以制成MOSFET型氣敏器件。 氫氣敏MOSFET是一種最典型的氣敏器件,它用金屬鈀(Pd)制成鈀柵。在含有氫氣的氣氛中,由于鈀的催作用,氫氣分子分解成氫原子擴散到鈀與二氧硅的界面,最終導致MOSFET的閾值電壓UT發生變。使用時常將柵漏短接,可以MOSFET工作在飽和區,此時的漏極電流ID=β(UGS—UT)2,利用這一電路可以測出氫氣的濃度。