氣敏電阻是一種半導體敏感器件,它是利用氣體的吸附而使半導體本身的電導率發(fā)生變化這一機理來進行檢測的。人們發(fā)現(xiàn)某些氧化物半導體材料如SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等都具有氣敏效應。
氣敏傳感器是一種檢測特定氣體的傳感器。它主要包括半導體氣敏傳感器、接觸燃燒式氣敏傳感器和電化學氣敏傳感器等,其中用的最多的是半導體氣敏傳感器。它的應用主要有:一氧化碳氣體的檢測、瓦斯氣體的檢測、煤氣的檢測、氟利昂(R11、R12)的檢測、呼氣中乙醇的檢測、人體口腔口臭的檢測等等。
它將氣體種類及其與濃度有關的信息轉換成電信號,根據(jù)這些電信號的強弱就可以獲得與待測氣體在環(huán)境中的存在情況有關的信息,從而可以進行檢測、監(jiān)控、報警;還可以通過接口電路與計算機組成自動檢測、控制和報警系統(tǒng)。半導體氣敏傳感器對于低濃度氣體具有很高的靈敏度,具有嗅覺功能,能自動檢測瓦斯?jié)舛?。一旦瓦斯超限,氣敏傳感器即可自動報警,然后采取先抽后采的原則,即可防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生。
半導體氣敏傳感器是利用待測氣體在半導體表面的氧化和還原反應導致敏感元件阻值變化來檢測氣體的種類和濃度的。當半導體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài),在氣體接觸半導體表面而被吸附時,被吸附的分子首先在表面自由擴散,失去運動能量,一部分分子被蒸發(fā)掉,另一部分殘留分子產(chǎn)生熱分解而固定在吸附處時,如果半導體的功函數(shù)大于吸附分子的離解能,吸附分子將向器件釋放電子,而形成正離子吸附。如H2、CO、碳氫化合物等,被稱為還原型氣體。當還原型氣體吸附到N型半導體上時,載流子增多,使半導體電阻值下降。