氣敏電阻器的材料是金屬氧化物,其通過偏離化學計量比的雜質缺陷而制成。
金屬氧化物半導體分為N型半導體(例如SnO 2,Fe 2 O 3等)和P型半導體(例如CO O,PbO)等。
為了提高某些氣敏電阻器對某些氣體組分的選擇性和靈敏度,這些材料也通過摻入催化劑如鈀Pd,鉑Pt等合成。
金屬氧化物是常溫下的絕緣體。
在形成半導體之后,它顯示出氣敏特性,并且機理相對復雜。
然而,當氣敏元件與氣體接觸時,氣體被吸附在表面上,因此其電阻率顯著變化。
吸附可分為物理吸附和化學吸附。
在常溫下,主要是物理吸附,即氣體和氣敏材料表面的分子吸附。
它們之間沒有電子交換,也沒有形成化學鍵。
如果氣敏電阻器的溫度升高,則化學吸附增加并在一定溫度下達到最大值。
化學吸附是指離子在氣體和氣敏材料表面的吸附,它們之間存在電子交換。
如果氣體敏感電阻器的溫度再次升高,則兩次吸附由于解吸而同時降低。
例如,由氧化錫(SnO 2)制成的氣敏電阻器在常溫下吸附某種氣體。
電阻率變化不大,表明它是物理吸附。
如果氣體濃度保持恒定,則組分的電導率隨組分本身的溫度而增加,特別是在100-300℃的范圍內。
這表明在該溫度范圍內化學吸附很大。
氣體傳感器需要自己的溫度遠高于環境溫度。
因此,氣體傳感器應在結構中加熱,通常由電阻絲加熱,如圖3所示。
如圖3所示,(ZnO)材料氣體的輸出電壓與溫度之間的關系傳感器如圖3-2所示。
根據加熱方法,氣體傳感器可分為直接加熱型和側加熱型。
直接加熱功耗大,穩定性差,因此應用逐漸減少。
側面加熱性能穩定,功耗小,結構經常采用雙層不銹鋼絲網防爆,安全可靠,應用面廣。