半導體氣體傳感器

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半導體氣體傳感器是一種基於半導體材料的物理和化學特性用於檢測氣體濃度的傳感器。它們通常由一個半導體材料和一個接收器組成，半導體材料通常由p型和n型半導體組成。當氣體分子進入半導體材料時，它們會與半導體材料中的雜質結合，形成導電通道，從而改變半導體材料的導電性質。

簡介

半導體氣體傳感器廣泛應用於家庭和工廠的可燃氣體泄露檢測裝置，適用於甲烷、液化氣、氫氣等的檢測。它們的特點包括：

高靈敏度：可以檢測非常微小的氣體濃度變化。

快速響應：通常只需要幾分鐘的時間就可以檢測到氣體濃度的變化。

高可靠性：可以在惡劣的環境中工作，例如高溫、高壓和潮濕等。

低成本：製造成本相對較低，適合用於氣體監測系統。

工作原理

半導體氣體傳感器的工作原理主要基於氣體在半導體表層的氧化還原反應，造成敏感元件電阻值發生變化。當半導體器件被加熱到平穩狀態，在氣體接觸半導體表層而被吸附時，被吸附的分子結構最先在物體表層自由擴散，喪失運動能量，一部分分子結構被蒸發掉，另一部分殘留分子結構產生熱分解吸附在物體表層。當半導體的功函數低於吸附分子結構的親和力，則吸附分子結構將從器件奪走電子而變成負離子吸附，半導體表層呈現電荷層。

此外，半導體氣體傳感器還可以根據其變化的物理性質分為電阻型和非電阻型兩種。電阻型半導體氣體傳感器利用半導體接觸氣體時其阻值的改變來檢測氣體的成分或濃度，而非電阻型傳感器則是利用一些物理效應與器件特性來檢測氣體。

總的來說，半導體氣體傳感器因其高靈敏度、快速響應、高可靠性和低成本等優點，在家庭、工廠、工業安全、環境監測等領域得到了廣泛應用。