特种半导体器件及其应用.ppt

特种半导体器件及其应用电力、敏感、光子、微波器件*、器件称之为敏感元件或器件。不仅具有信号变换而且具有信号处理功能的装置则称为传感器。可以根据工作原理、检测对象、所用材料、制作技术及应用场合进行分类。就工作原理分:主要有结构型传感器和物理性传感器。按功能分:可分为压力敏、热敏、磁敏、电压敏、光敏、色敏、离子敏、生物敏、气敏传感器等。按检测对象分是难以胜数。按材料分:主要有半导体传感器(包括陶瓷传感器),高分子传感器,酶传感器、微生物传感器、光纤传感器。。有金属材料,也有光纤、高分子材料、生物功能材料;有半导体材料、陶瓷材料,也有超导材料、磁性材料;还有各种复合材料,几乎遍及材料的各个领域。但当前用得最多的是半导体材料。一、半导体材料的敏感特性半导体的导电性能随外界温度、磁场、压力及湿度、光照、气温等因素的变化而发生明显变化,使它成为最为实用的敏感材料之一。半导体敏感器件和一般半导体器件一样不仅具有体积小、重量轻、耗电少、强度大、便于批量生产、成本低等优点,而且还有灵敏度高、精度好、响应速度快、易于实现集成化、智能化。、非晶硅半导体非晶硅和单晶硅相比的特点:(1)吸收系数大。对可见光的吸收系数比单晶硅大一个数量级。在充分吸收照射光的前提下,所需非晶硅薄膜的厚度比单晶硅小得多。(2)薄膜生长时衬底温度低,只有200~300℃。因而可以使用多种材料作衬底。(3)对光波长的灵敏度接近人眼对光的灵敏度,和单晶硅相比更适于制造光传感器。(4)机械强度好,非晶硅薄膜粘附强,不易脱落。(5)制造工艺简单,便于大面积化、造价低。非晶硅的不足是载流子迁移率和扩散长度较小。非晶硅目前主要用作光传感器、太阳电池、复印感光体和摄像器件等。、金属氧化物半导体金属氧化物材料是人类掌握的历史最久的材料之一。在敏感器件盛兴的今天,它又以半导体陶瓷的崭新面貌展现在人类面前。半导体陶瓷即金属氧化物半导体。它是陶瓷工艺和半导体特性奇妙结合的产物。已成为敏感器件的重要材料之一,广泛用于温敏、压(电压)敏、气敏和湿敏等敏感器件之中。2019/10/、传感器用光纤材料光纤传感器可分为传感型和传光型两大类。主要用于压力、位移、流速、振动等物理量的测量,以及检测炼钢炉及各种加热炉等冶金设备、机械设备的温度,超高压输电站及大型发电厂的电流、电压,工业及医用各种光学内窥镜也在研制之中。不仅有光强的测量,也有光的频率及相位测量。:第一、提高现有传感器的性能,实现高精度、高可靠;第二、进一步开发新材料,特别是复合型功能材料;第三、实现传感器的集成化、多功能化,智能化。。在半导体中,载流子(电子)的数目比原子的数目要小几千倍到几万倍,相邻自由电子间的距离是原子间距离的几十倍到几百倍。和气体分子运动相似,半导体中自由电子的运动是因热运动而产生的。和金属不同,半导体的电阻率不仅受温度影响明显,而且随温度的升高而减小。、热敏电阻器的分类及构造热敏电阻器按电阻—温度特性可分为负温度系数热敏电阻器(即通常所称的热敏电阻,简称NTC)和正温度系数热敏电阻器(简称PTC)。根据使用条件,可以分为直热式、旁热式和延迟用热敏电阻器三种。直热式热敏电阻器是利用电阻体本身通过电流来取得热源而改变电阻值的。旁热式热敏电阻器则尽量减低自加热所产生的电阻变化,而用管形热敏电阻器中央或珠形热敏电阻器外部的加热器的加热电流来改变电阻值的。延迟用热敏电阻器是利用电阻自加热来改变电阻值,进而电流随着时间而变的现象即瞬变现象制成的。按照工作温度范围的不同,又可分为常温热敏电阻器(其工作温度范围-55~315℃);低温热敏电阻器(其工作温度范围小于-55℃)和高温热敏电阻器(其工作温度范围大于315℃)。Date10