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mems气体传感器与气敏传感器的联系-利来app官网

2017-10-31

      在一个不断发展变化的技术环境下,有越来越多的领域,在其中采用传统的压力感测系统已经不能够提供必要的、完全有效的性能,因此产业中有很大的动力去寻找合适的替代技术。那么,为何说微机电系统实施方案是解决下一代压力监测问题的最佳方法。在过去的几年里,mems技术在广泛的领域得到越来越多应用,压力感测是目前采用mems技术的一个更常见的领域。

      mems气体传感器是基于以下的工作原理,即在有压力存在时,将会导致一个非常敏感的微机械加工的硅膜结构体产生形变。此结构体发生形变的程度直接与流经植入电阻网络的电信号相关,由此可以精确测量作用于传感器上的压力。由于硅材料特殊的弹性性能,膜片的形变是临时性的并且可逆。传统机电型压力传感器设备的特征是体积较大,并且单价成本较高,因此在空间受限、成本敏感的应用中有很大的局限性。而相应的mems器件结构紧凑,坚固耐用,也因此具有更高的可靠性以及相对比较廉价的成本。mems传感器的另一个主要优点是,它与普通的cmos工艺技术兼容,因此传感器元件可以和所需的信号调节电路集成到一个单一的半导体硅片,从而形成单片式压力感测利来国际官网的解决方案。传统基于陶瓷或金属基底的传感器不可能把这些功能集成在一起,使其更容易受到电磁干扰,严重影响传感器整体性能。

      mems压力传感器可以通过包封工作在其他介质中,以便可以进一步提高感测系统的整体稳定性。在传感器需要用来测量液体的压力时,这种设计特别重要。传感器所处的工作介质通过金属膜与mems传感单元隔离,mems器件与金属膜之间的空隙是由非导电液体填充,这样可以把压力从金属膜传送到mems元件。

      半导体气敏传感器是利用氧化物半导体材料为气体敏感元件所制成的一种传感器装置。由于半导体材料的特殊性质,气体在半导体材料颗粒表面的吸附可导致材料载流子浓度发生相应变化,从而改变半导体元件的导电率。由氧化物半导体粉末制成的气敏元件,具有很好的疏松性,有利于气体的吸附,因此其响应速度和灵敏度都较好。通常所指的氧化物半导体气敏传感器,就是由粉末状氧化物经烧结或沉积而制成的棒式、管式或薄膜式结构。

      除氧化物半导体材料外,某些非氧化物半导体材料如mos2,laf3的电导率在一定条件下也能对气体的吸附有所响应。但是,由于半导体气敏传感器的理想工作温度通常要高达摄氏几百度。这是因为半导体材料在常温下的阻抗很高,气体吸附引起的电导率变化在常温下极不明显,需要在高温下工作才能显示出一定的灵敏度。因此,高温化学性质不稳定的非氧化物半导体材料如mos2就很容易与空气中的氧发生化学反应而转化为相应的氧化物。

      而另一些非氧化物半导体材料如laf3的高温化学稳定性虽然比氧化物还好,但由于它们在高温下都有一定的挥发性,因此也不适合制作高温条件下使用的气敏传感器。所以,从半导体气敏传感器的工作稳定性和可靠性考虑,一般不采用非氧化物半导体材料,而只采用氧化物半导体材料制作所需要的气敏传感器,故此常简称为氧化物气敏传感器。

 
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