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电容型半导体气体传感器.docx
资料介绍
电容型半导体气体传感器
一、基本概念与工作原理
电容型半导体气体传感器是一种以半导体材料为敏感介质，通过检测电容变化实现目标气体浓度定量检测的气体传感器，属于电阻型半导体气体传感器之外的另一主流半导体气体传感类型。与电阻型传感器通过检测敏感材料电阻变化不同，电容型传感器核心感知信号为敏感单元电容值的变化，依托半导体材料介电常数随气体吸附脱附产生的改变，实现对目标气体的定性、定量检测，兼具结构简单、成本低廉、功耗低、易集成等优势，在民用环境监测、工业安全预警、智能家居等领域得到广泛应用。
电容型半导体气体传感器的核心工作原理建立在半导体材料的气体吸附效应与介电特性变化基础上：当目标气体接触半导体敏感材料时，气体分子会吸附在材料表面，根据气体性质的不同，会改变半导体材料表面的载流子浓度分布，进而改变材料的介电常数。对于平行板结构的电容传感单元而言，电容值计算公式为C = εS/d，其中ε为敏感材料的介电常数，S为极板面积，d为极板间距。在传感单元结构固定的情况下，S与d为定值，电容值C会随介电常数ε的变化发生线性或近似线性改变，通过信号处理电路采集电容变化量，即可对应得到目标气体的浓度值。
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