气敏电阻

材料

　　气敏电阻的材料是金属氧化物,制作上通过化学计量比的偏离的杂质缺陷制成的.金 属氧化物半导体分为 N 型半导体(如 SnO2 , Fe2O3 等)和 P 型半导体(如 CO O , PbO ) 等.为了提高某种气敏电阻对某些气体成分的选择性和灵敏度,合成这些材料时,还掺入 催化剂,如钯 Pd,铂 Pt 等.

原理

　　金属氧化物在常温下是绝缘体, 制成半导体后却显示气敏特性, 其机理是比较复杂的. 但是,这种气敏元件接触气体时,由于表面吸附气体,致使它的电阻率发生明显的变化却 是肯定的.这种对气体的吸附可分为物理吸附和化学吸附.在常温下主要是物理吸附,是 气体与气敏材料表面上分子的吸附,它们之间没有电子交换,不形成化学键.若气敏电阻 温度升高,化学吸附增加,在某一温度时达到值.化学吸附是气体与气敏材料表面建 立离子吸附,它们之间有电子的交换,存在化学键力.若气敏电阻的温度再升高,由于解 吸作用,两种吸附同时减小.例如,用氧化锡(SnO2)制成的气敏电阻,在常温下吸附某 种气体后,其电阻率变化不大,表明此时是物理吸附.若保持这种气体浓度不变,该元件 的电导率随元件本身温度的升高而增加,尤其在 100~300℃范围内电导率变化很大,表明 此温度范围内化学吸附作用大.

　　气敏元件工作时需要本身的温度比环境温度高很多.为此,气敏元件在结构上要有加 热器,通常用电阻丝加热,如图 3-1 所示,(ZnO) 材料气敏元件输出电压与温度的关系曲线如图 3-2 示.

分类

　　气敏电阻根据加热的方式可分为直热式和旁热式两种， 直热式消耗功率大， 稳定性较差， 故应用逐渐减少。旁热式性能稳定， 消耗功率小， 其结构上往往加有封压双层的不锈钢丝网防爆， 因此安全可靠， 其应用面较广。