于吸附分子的离解能，吸附分子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。
当氧化型气体吸附到N型半导体上，还原型气体吸附到P型半导体上时，将使半导体载流子减少，而使电阻值增大。当还原型气体吸附到N型半导体上，氧化型气体吸附到P型半导体上时，则载流子增多，使半导体电阻值下降。下图表示了气体接触N型半导体时所产生的器件阻值变化情况。若气体浓度发生变化，其阻值也将变化。可以从阻值的变化得知吸附气体的种类和浓度。 1.电阻型气敏原件
50100器件电阻 / k?响应时间约1 min以内器件加热稳定状态氧化型
5还原型2 min 4 min 加热开关吸气时大气中
电极(铂丝)半导体氧化物半导体0.5 mm电极m3 m0.6 mm绝缘基片
加热器玻璃(尺寸约1 mm，也有全为半导体的)加热器3 mm电极(a)0.533氧化物半导体Pt电极(b)(单位: mm)氧化铝基片7器件加热用的加热器(印制厚膜电阻)(c)
图(a)为烧结型气敏器件。这类器件以SnO2半导体材料为基体，将铂电极和加热丝埋入SnO2材料中，用加热、加压、温度为700~900℃的制陶工艺烧结成形。因此，被称为半导体陶瓷， 简称半导瓷。烧结型器件制作方法简单，器件寿命长；但由于烧结不充分，器件机械强度不高，电极材料较贵重，电性能一致性较差，因此应用受到一定限制。
图(b)为薄膜型器件。它采用蒸发或溅射工艺，在石英基片上形成氧化物半导体薄膜，制作方法也很简单。SnO2半导体薄膜的气敏特性最好， 但这种半导体薄膜为物理性附着，因此器件间性能差异较大。
图(c)为厚膜型器件。这种器件是将氧化物半导体材料与硅凝胶混合制成能印刷的厚膜胶，再把厚膜胶印刷到装有电极的绝缘基片上，经烧结制成的。由于这种工艺制成的元件机械强度高，离散度小，适合大批量生产。 ?
2. 非电阻型半导体气敏传感器?
非电阻型气敏器件也是半导体气敏传感器之一。它是利用MOS二极管的电容—电压特性的变化以及MOS场效应晶体管(MO的阈值电压的变化等物性而制成的气敏元件。 （1） MOS二极管气敏器件 ?
MOS二极管气敏元件制作过程是在P型半导体硅片上，利用热氧化工艺生成一层厚度为50~100 nm的二氧化硅(SiO2)层，然后在其上面蒸发一层钯(Pd)金属薄膜，作为栅电极，如图 (a)所示。由于SiO2层电容Ca固定不变， 而Si和SiO2界面电容Cs是外加电压的函数如图 (b)， 因此由等效电路可知，总电容C也是栅偏压的函数。其函数关系称为该类MOS二极管的C-U特性，如图（c）曲线a所示。由于钯对氢气(H2)特别敏感，当钯吸附了H2以后，会使钯的功函数降低，导致MOS管的C-U特性向负偏压方向平移，如图 (c)曲线b所示。根据这一特性就可用于测定H2的浓度。
(a)(b)M(Pd)CSiO2CaP—SiCsO(c)baV(2)MOS场效应晶体管气敏器件 MOS场效应晶体管的结构， 参见下图。当H2吸附在Pd栅极上时，会引起Pd的功函数降低。当栅极(G)、源极(S)之间加正向偏压UGS，且UGS>UT(阈值电压)时，则栅极氧化层下面的硅从P型变为N型。 这个N型区就将源极和漏极连接起来，形成导电通道，即为N型沟道。此时，MOSFET进入工作状态。若此时，在源(S)漏(D)极之间加电压UDS，则源极和漏极之间有电流(IDS)流通。ISD随UDS和UGS的大小而变化，其变化规律即为MOSFET的伏-安特性。 当UGS MOSFET的沟道未形成， 故无漏源电流。UT的大小除了与衬底材料的性质有关外，还与金属和半导体之间的功函数有关。Pd—MOSFET气敏器件就是利用H2在钯栅极上吸附后引起阈值电压UT下降这一特性来检测H2浓度的。 SPd栅DAl N＋N＋P—SiSiO2 气敏传感器应用? 半导体气敏传感器由于具有灵敏度高、响应时间和恢复时间快、使用寿命长以及成本低等优点，从而得到了广泛的应用。最早用于可燃气体及瓦斯泄漏报警器，有毒气体的检测、容器或管道的泄漏，环境监测、锅炉及汽车的燃烧监测与控制、工业过程的监测与自动控制热水器等方面。 5、湿敏传感器 湿敏传感器工作原理 湿敏传感器是能够感受外界湿度变化，并通过器件材料的物理或化学性质变化，将湿度转化成有用信号的器件。 1氯化锂湿敏电阻? 氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，离子导电率发生变化而制成的测湿元件。它由引线、基片、感湿层与电极组成， 如图所示。 1 42 1—引线；2—基片；3—感湿层；4—金电极3湿敏电阻结构示意图 氯化锂通常与聚乙烯醇组成混合体,当溶液置于一定温湿场中, 若环境相对湿度高, 溶液将吸收水分， 使浓度降低, 因此, 其溶液电阻率增高。 反之, 环境相对湿度变低时, 则溶液浓度升高, 其电阻率下降, 从而实现对湿度的测量。 氯化锂湿敏元件的优点是滞后小, 不受测试环境风速影响,但其耐热性差, 不能用于露点以下测量, 器件性能的重复性不理想, 使用寿命短。 2半导体陶瓷湿敏电阻 半导体陶瓷湿敏电阻通常是用两种以上的金属氧化物半导体材料混合烧结而成的多孔陶瓷。这些材料有ZnO-LiO??2-V2O5系、 Si-Na2O-V2O5系、 TiO2-MgO-Cr2O3系、Fe3O4等, 前三种材料的电阻率随湿度增加而下降, 故称为负特性湿敏半导体陶瓷，最后一种的电阻率随湿度增大而增大，故称为正特性湿敏半导体陶瓷。 负特性湿敏半导瓷的导电机理 由于水分子中的氢原子具有很强的正电场, 当水在半导瓷表面吸附时, 就有可能从半导瓷表面俘获电子, 使半导瓷表面带