氣敏電阻分類與組成材料詳解

　　前言：氣敏電阻是可以把某種氣體的成分，濃度等參數(shù)轉(zhuǎn) 換成電阻變化量，再轉(zhuǎn)換成電流，電壓信號(hào)的電阻，實(shí)際上可以說是氣敏傳感器。利用某些半導(dǎo)體吸收某種氣體后發(fā)生氧化還原反應(yīng)制成，主要成分是金屬氧化物。

　　氣敏電阻的材料

　　氣敏電阻的材料是金屬氧化物，制作上通過化學(xué)計(jì)量比的偏離的雜質(zhì)缺陷制成的。金 屬氧化物半導(dǎo)體分為 N 型半導(dǎo)體（如 SnO2 ， Fe2O3 等）和 P 型半導(dǎo)體（如 CO O ， PbO ） 等。為了提高某種氣敏電阻對(duì)某些氣體成分的選擇性和靈敏度，合成這些材料時(shí)，還摻入 催化劑，如鈀 Pd，鉑 Pt 等。

　　氣敏電阻的原理

　　金屬氧化物在常溫下是絕緣體， 制成半導(dǎo)體后卻顯示氣敏特性， 其機(jī)理是比較復(fù)雜的。 但是，這種氣敏元件接觸氣體時(shí)，由于表面吸附氣體，致使它的電阻率發(fā)生明顯的變化卻 是肯定的。這種對(duì)氣體的吸附可分為物理吸附和化學(xué)吸附。在常溫下主要是物理吸附，是 氣體與氣敏材料表面上分子的吸附，它們之間沒有電子交換，不形成化學(xué)鍵。若氣敏電阻 溫度升高，化學(xué)吸附增加，在某一溫度時(shí)達(dá)到最大值?；瘜W(xué)吸附是氣體與氣敏材料表面建 立離子吸附，它們之間有電子的交換，存在化學(xué)鍵力。若氣敏電阻的溫度再升高，由于解 吸作用，兩種吸附同時(shí)減小。例如，用氧化錫（SnO2）制成的氣敏電阻，在常溫下吸附某 種氣體后，其電阻率變化不大，表明此時(shí)是物理吸附。若保持這種氣體濃度不變，該元件 的電導(dǎo)率隨元件本身溫度的升高而增加，尤其在 100~300℃范圍內(nèi)電導(dǎo)率變化很大，表明 此溫度范圍內(nèi)化學(xué)吸附作用大.

　　氣敏元件工作時(shí)需要本身的溫度比環(huán)境溫度高很多。為此，氣敏元件在結(jié)構(gòu)上要有加 熱器，通常用電阻絲加熱，如圖 3-1 所示，（ZnO） 材料氣敏元件輸出電壓與溫度的關(guān)系曲線如圖 3-2 示。
? ? ? ? 氣敏電阻的分類　　
氣敏電阻根據(jù)加熱的方式可分為直熱式和旁熱式兩種， 直熱式消耗功率大， 穩(wěn)定性較差， 故應(yīng)用逐漸減少。旁熱式性能穩(wěn)定， 消耗功率小， 其結(jié)構(gòu)上往往加有封壓雙層的不銹鋼絲網(wǎng)防爆， 因此安全可靠， 其應(yīng)用面較廣。