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MOS型氣體傳感器工作原理和測量方法

發表時間:2021-07-30 18:20【 閱讀量:-查看手機網址
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  MOS型氣體傳感器原理,在干凈的空氣中,二氧化錫中的施主電子被吸附在傳感材料表面的氧氣吸引,從而阻止電流流動。

MOS型氣體傳感器.gif

  在還原氣體存在下,吸附的氧的表面密度隨著它與還原氣體反應而降低。然后電子被釋放到二氧化錫中,使電流可以自由地流過傳感器。電流將給出被測氣體的等效讀數。


  原則:


  在氧濃度為0%的最極端情況下,當金屬氧化物傳感器材料(通常是二氧化錫[SnO2-x])在400°C等高溫下加熱時,自由電子會流過傳感器的連接部分(晶界)二氧化錫晶體。


  在干凈的空氣中(約21%O2),氧氣會吸附在金屬氧化物表面。由于其高電子親和力,吸附的氧會吸引金屬氧化物內部的自由電子,在晶界形成勢壘(空氣中的eVs)。


  這種勢壘會阻止電子流動,從而在清潔空氣中造成高傳感器電阻。

MOS型氣體傳感器.jpg


  當傳感器暴露在可燃氣體或還原性氣體(如一氧化碳)中時,這些氣體與吸附的氧氣在二氧化錫表面發生氧化反應。


  結果,二氧化錫表面吸附氧的密度降低,勢壘高度降低。電子容易流過高度降低的勢壘,傳感器電阻降低。

MOS型氣體傳感器1.jpg

  可以通過測量MOS型氣體傳感器的電阻變化來檢測空氣中的氣體濃度。氣體與吸附在二氧化錫表面的氧氣的化學反應根據傳感材料的反應性和傳感器的工作溫度而變化。

MOS型氣體傳感器2.jpg

  MOS氣體傳感器:

MOS型氣體傳感器3.png

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