半導體與氣體發(fā)生反應使得物理性質的改變各不相同,我們根據變化了的物理特性可將半導體氣敏傳感器分為電阻型和非電阻型。電阻型半導體氣敏傳感器利用氣敏材料與氣體發(fā)生反應時電阻值的變化來檢測氣體的成分或濃度。電阻型氣敏傳感器的靈敏度較高、制作簡單,近年來被廣泛地使用,但電阻型氣敏傳感器仍然存在一些缺點,如壽命短、工作溫度高等?,F如今應注重改善其性能,盡可能地避免其短處,這樣才能更好的發(fā)揮電阻型氣敏傳感器的作用。而非電阻型半導體氣敏傳感器是利用阻值變化以外的其它參數和性質來檢測被測氣體的濃度和成分。根據其參數又可將非電阻式的半導體氣敏傳感器分為二極管氣敏傳感器、MOS二極管氣敏傳感器和Pd-MOSFET氣敏傳感。
傳感器的種類和形式很多,按感知功能可以分為光敏元件、聲敏元件、熱敏元件、力敏元件、濕敏元件、磁敏元件等等;按照獲得的電信號形式來分,有電壓式、電流式、電阻式,電感式,電容式等;按照信號轉換過程來分,有直接變換型和間接變換型兩大類,直接變換型的傳感器可將物理量直接變換成電信號,間接變換型的傳感器則是先將一種物理量變換成另一種物理量,然后再轉換成相應的電信號。目前傳感器向數字化、智能化、系統化、微型化、多功能化等方向發(fā)展。
1、光敏元件
光敏元件也稱半導體光電元件,它能夠將光信號直接轉換成電信號,利用的是半導體的光生伏特效應或光導效應。光生伏特效應是利用了光的量子性質,通過光照射將半導體PN結處產生的電壓或電流作為輸出加以檢測,如光敏電阻、光電池、光電二極管和光電三極管等。
最 初的光敏元件主要有充氣光電管和冷極真空光電管,隨著半導體技術的發(fā)展,它們逐漸被半導體光電元件所取代,半導體光敏傳感器配件有著結構輕巧、使用壽命長、適用范圍廣,且便于調節(jié)等特點。半導體光敏元件導電特性內部受到雜質濃度的影響,外部受到光照和溫度因素的影響,這些因素的不同導致導電特性會發(fā)生很大變化。當光敏傳感器配件受到光線照射時,半導體原子中的價電子將會脫離原來的運動軌跡,而成為自由電子,與此同時出現一個空穴,即形成了電子空穴對,電子帶負電荷,空穴帶正電荷,它們都稱為載流子,這個形成電子空穴對的過程稱為光激發(fā),隨著光照越強,載流子增加越多,半導體傳感器配件的導電性能也就越好,這就是光電效應。