1 简介
半导体传感器是一种新型半导体器件,它能够能实现电、光、温度、声、位移、压力等物理量之间的相互转换,并且易于实现集成化、多功能化,更适合于计算机的要求,所以被广泛应用于自动化检测系统中。由于实际的被测量大多数是非电量,因而传感器的主要工作就是将非电信号转换成电信号
。
2 优点
优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化,能使检测转换一体化。
3 应用领域
半导体传感器的主要应用领域是工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器、环境污染监测、医疗保健、医药工程和生物工程
。
4 分类
半导体传感器按输入信息分为物理敏感、化学敏感和生物敏感半导体传感器三类
5 代表品种
半导体传感器
semiconductor sensor
利用半导体性质易受外界条件影响这一特性制成的传感器。
根据检出对象,半导体传感器可分为物理传感器(检出对象为光、温度、磁、压力、湿度等)、化学传感器(检出对象为气体分子、离子、有机分子等)、生物传感器(检出对象为生物化学物质)。
光传感器 根据光和半导体的相互作用原理制成的传感器。通过在半导体中掺进杂质可以在禁带中造成新的能级,可以人为地将光的吸收移至长波范围。
半导体光传感器种类很多,可以通过光导效应、光电效应、光电流等实现光的检出,如光敏电阻、光电二极管、光电三极管、光电池等。改变结构,还可以制成具有新功能的光传感器,例如灵敏度高和响应速度快的近红外检出器件、仅在特定波长范围灵敏的器件、发光与受光器件处于同一衬底的器件、可进行光检出和电流放大的器件、光导膜与液晶元件相结合的器件、电荷耦合器件等
。
6 气敏传感器
7 湿敏传感器
8 色敏传感器
色敏传感器是光敏传感器的一种。光敏器件一般检测的都是在一定波长范围内光的强度,而半导体色敏传感器则可用来直接测量从可见光到近红外波段内单色辐射的波长。
对于用半导体硅制造的光电二极管, 在受光照射时, 若入射光子的能量hυ大于硅的禁带宽度Eg, 则光子就激发价带中的电子跃迁到导带而产生一对电子-空穴。
光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价带跃迁到导带的结果, 这种吸收光子的过程称为本征吸收。
不同材料对不同波长的光吸收程度不一样。对硅而言,波长短的光子衰减快, 穿透深度较浅, 而波长长的光子则能进入硅的较深区域。
浅的P-N结有较好的蓝紫光灵敏度, 深的P-N结则有利于红外灵敏度的提高, 半导体色敏器件正是利用了这一特性
。
9 应用
(1)气敏传感器
(2)色敏传感器