半導體氣體傳感器是利用半導體氣敏元件作為敏感元件的氣體傳感器，是最常見(jiàn)的氣體傳感器，廣泛應用于家庭和工廠(chǎng)的可燃氣體泄露檢測裝置，適用于甲烷、液化氣、氫氣等的檢測。

外文名

semiconductor gas sensor

定義

利用半導體氣敏元件作為敏感元件的氣體傳感器

主要分類(lèi)

對于半導體氣體傳感器，按照半導體與氣體的相互作用是在其表面還是在其內部，可分為表面控制型和體控制型兩種；按照半導體變化的物理性質(zhì)，又可分為電阻型和非電阻型兩種。電阻型半導體氣體傳感器是利用半導體接觸氣體時(shí)其阻值的改變來(lái)檢測氣體的成分或濃度；而非電阻型半導體氣體傳感器則是根據對氣體的吸附和反應，使半導體的某些特性發(fā)生變化對氣體進(jìn)行直接或間接檢測。

工作原理

半導體氣體傳感器是利用氣體在半導體表面的氧化還原反應導致敏感元件組織發(fā)生變化而制成的。當半導體器件被加熱到穩定狀態(tài)，在氣體接觸半導體表面而被吸附時(shí)，被吸附的分子首先在物體表面自由擴散，失去運動(dòng)能量，一部分分子被蒸發(fā)掉，另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解吸附在物體表面。當半導體的功函數小于吸附分子的親和力，則吸附分子將從器件奪走電子而變成負離子吸附，半導體表面呈現電荷層。例如氧氣，等具有負離子吸附傾向的氣體被稱(chēng)為氧化型氣體。如果半導體的功函數大于吸附分子的離解能，吸附分子將向器件釋放出電子，而形成正離子吸附。具有正離子吸附傾向的氣體有氫氣、一氧化碳等，它們被稱(chēng)為還原性氣體。當氧化型氣體吸附到n型半導體，還原性氣體吸附到p型半導體上時(shí)，將使半導體載流子減少，而使電阻增大。當還原型氣體吸附到n型半導體上，氧化型氣體吸附到p型半導體上時(shí)，則載流子增多，半導體阻值下降。非電阻型氣體傳感器也是半導體氣體傳感器之一。它是利用mos二極管的電容-電壓特性的變化以及mos場(chǎng)效應晶體管的閾值電壓變化等特性而制成的氣體傳感器。由于這類(lèi)傳感器的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩定價(jià)格便宜。利用特定材料還可以使傳感器對某些氣體特別敏感。