半導(dǎo)體氣體傳感器在可燃?xì)怏w檢測中的應(yīng)用

2023-11-13 15:33:59

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一款滿足新國標(biāo)要求的可燃?xì)怏w探測器，離不開核心元器件——氣體傳感器。

構(gòu)成氣體傳感器的材料可分為半導(dǎo)體和非半導(dǎo)體兩大類，其中半導(dǎo)體氣體傳感器是實(shí)際應(yīng)用得Z廣泛的一類傳感器。自1962年金屬氧化物半導(dǎo)體氣體傳感器問世以來，就以測量精準(zhǔn)、維護(hù)簡單、應(yīng)用靈活、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，深受傳感器市場歡迎。

Part.1

關(guān)于半導(dǎo)體型氣體傳感器

金屬氧化物半導(dǎo)體在空氣中被加熱到一定溫度時(shí)，氧原子被吸附在帶負(fù)電荷的半導(dǎo)體表面，半導(dǎo)體表面的電子會被轉(zhuǎn)移到吸附氧上，氧原子就變成了氧負(fù)離子，同時(shí)在半導(dǎo)體表面形成一個正的空間電荷層，導(dǎo)致表面勢壘升高，從而阻礙電子流動（見圖1）。

半導(dǎo)體可燃?xì)怏w傳感器原理

在敏感材料內(nèi)部，自由電子必須穿過金屬氧化物半導(dǎo)體微晶粒的結(jié)合部位（晶界）才能形成電流。由氧吸附產(chǎn)生的勢壘同樣存在于晶界而阻礙電子的自由流動，傳感器的電阻即緣于這種勢壘。在工作條件下當(dāng)傳感器遇到還原性氣體時(shí)，氧負(fù)離子因與還原性氣體發(fā)生氧化還原反應(yīng)而導(dǎo)致其表面濃度降低，勢壘隨之降低(見圖2），導(dǎo)致傳感器的阻值減小。

隨著厚膜印刷、MEMS等工藝的推廣，半導(dǎo)體氣體傳感器完成了微型化、智能化的迭代升級。工程師們逐漸研發(fā)出了在微型陶瓷基片的兩面分別制作加熱器和氣敏層的平面半導(dǎo)體氣體傳感器，縮小了體積、降低了功耗；后來又衍生出利用MEMS工藝的Si基微熱板和半導(dǎo)體材料組成的MEMS氣體傳感器，結(jié)構(gòu)更加堅(jiān)固、功耗更低，也更便于集成。

Part.2

半導(dǎo)體氣體傳感器用于可燃?xì)怏w檢測

半導(dǎo)體氣體傳感器用于可燃?xì)怏w檢測時(shí)，檢測過程中僅存在氣體的吸附和脫附過程，廚房內(nèi)的油煙較少存留于敏感材料表面，非常適合用于檢測家庭燃?xì)庑孤?/p>

煒盛科技半導(dǎo)體系列可燃?xì)怏w傳感器為家用燃?xì)鈭?bào)警器、可燃?xì)怏w探測器、家用燃?xì)鈾z漏儀、報(bào)警器等設(shè)備提供解決方案。

半導(dǎo)體氣體傳感器不僅可以用于可燃?xì)怏w檢測，也可以用于煙霧、酒精、一氧化碳、臭氧、氨氣、硫化氫、有機(jī)蒸氣等多種氣體的檢測。煒盛科技半導(dǎo)體系列氣體傳感器包含民用半導(dǎo)體系列和工業(yè)級半導(dǎo)體系列，如您有相關(guān)需求，請聯(lián)系我們～