半導(dǎo)體氣體傳感器原理以及其加熱器的作用是什么？

半導(dǎo)體氣體傳感器是常見的氣體傳感器之一，它的特殊之處就在于運用半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)原理，因此通常被應(yīng)用于可燃氣體泄漏檢測，如：液化氣、天然氣、沼氣、氫氣、甲烷等可燃氣體進行檢測。然而不論是什么樣的半導(dǎo)體氣體傳感器都有一個共同點，那就是：半導(dǎo)體氣體傳感器在使用的時候都要用到加熱器，那么加熱器的作用又是什么呢？

半導(dǎo)體氣體傳感器原理

半導(dǎo)體氣體傳感器是利用氣體在半導(dǎo)體表面的氧化還原反應(yīng)導(dǎo)致敏感元件電阻值發(fā)生變化而制成的。當半導(dǎo)體器件被加熱到穩(wěn)定狀態(tài)，在氣體接觸半導(dǎo)體表面而被吸附時，被吸附的分子首先在物體表面自由擴散，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)生熱分解吸附在物體表面。當半導(dǎo)體的功函數(shù)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(dǎo)體表面呈現(xiàn)電荷層。例如氧氣，等具有負離子吸附傾向的氣體被稱為氧化型氣體。如果半導(dǎo)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，它們被稱為還原性氣體。

當氧化型氣體吸附到n型半導(dǎo)體，還原性氣體吸附到p型半導(dǎo)體上時，將使半導(dǎo)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(dǎo)體上，氧化型氣體吸附到p型半導(dǎo)體上時，則載流子增多，半導(dǎo)體阻值下降。

非電阻型氣體傳感器也是半導(dǎo)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場效應(yīng)晶體管的閾值電壓變化等特性而制成的氣體傳感器。由于這類傳感器的制造工藝成熟，便于器件集成化，因而其性能穩(wěn)定價格便宜。利用特定材料還可以使傳感器對某些氣體特別敏感。

半導(dǎo)體氣體傳感器中加熱器作用

半導(dǎo)體氣體傳感器是利用一種金屬氧化物薄膜制成的阻抗器件，其電阻隨著氣體含量不同而變化。氣體分子在薄膜表面進行還原反應(yīng)以引起傳感器電導(dǎo)率的變化。為了消除氣體分子達到初始狀態(tài)就必須發(fā)生一次氧化反應(yīng)。 主要是半導(dǎo)體氣敏材料需要在一定溫度下對待測氣體有足夠的吸附，氣體分子可以充分在氣敏材料表面（及晶界）擴散，引起材料的熱電阻變化，這時測量電路就可以測量的準確。簡單的說就是不加熱氣敏材料不夠“靈敏”，有待測氣體時材料本身電阻變化幅度不大，影響測量的準確性。

為了在加熱以后，能夠引起電阻的變化，以便于傳感器測量，所以要在半導(dǎo)體氣體傳感器中采用加熱器。半導(dǎo)體氣體傳感器作為一種新型實用的氣體傳感器，無論在工業(yè)生產(chǎn)中，還是在實際生活應(yīng)用中，其應(yīng)用領(lǐng)域都會越來越加廣泛。