金属氧化物半导体气敏传感器.pdf

【金属氧化物半导体气敏传感器】是用于检测特定气体的存在和浓度的重要装置，它们基于半导体材料的电导率变化来工作。这些传感器广泛应用于可燃气体报警系统中，因为它们能够感知气体与半导体表面接触时引起的电导率变化。例如，当氢气与氧化锡（SnO2）接触时，由于氢气的反应会释放电子，导致氧化锡的电导率增加，进而引起电压变化。这种变化与气体浓度成正比，使得传感器能够进行线性响应。 传感器的结构通常包括涂有二氧化锡的陶瓷骨架，骨架内嵌有加热器以维持恒定温度，确保传感器工作的稳定性。为了针对特定气体进行检测，有时会在传感器内部添加催化剂，如N-氧化锡，以控制能被检测的气体种类。 金属氧化物半导体气敏传感器主要分为电阻型和非电阻型两类。电阻型传感器依赖于材料接触气体时阻值的变化，而非电阻型则利用如晶体管的伏安特性和阈值电压变化来检测气体。这两种类型的传感器在设计和应用上有所不同，但都基于半导体与气体相互作用导致物理参数变化的原理。 传感器性能的优化往往涉及到贵金属的掺杂，例如铂、钯等，这些贵金属可以显著提高传感器的灵敏度和选择性。通过掺杂，可以改变半导体表面的化学吸附行为，从而改善对特定气体的响应特性。南非和日本的研究机构已经在这方面进行了深入研究，开发出用于氢气检测的传感器，以及便携式的油中溶解气体检测仪。 金属氧化物半导体气敏传感器的核心在于其气敏机制，即半导体表面的气体吸附引起电导率变化，通过掺杂贵金属可以进一步优化其性能。这些传感器在气体检测领域有着广泛应用，不仅限于家庭安全，还在工业环境监控、空气质量监测等多个领域发挥着重要作用。随着科技的进步，金属氧化物半导体气敏传感器的技术将不断进步，提供更精确、更高效的气体检测解决方案。