離散半球體電阻式氣體傳感器的研究.pdf

1、近二三十年來，我國氣體傳感器的發(fā)展已有一定的基礎。但是，仍然有不少煤氣泄漏、爆炸、中毒等事件的發(fā)生。因此，無論是在工業(yè)生產(chǎn)上還是家庭生活中，都必須對氣體或空氣作出迅速準確的檢測并向人們發(fā)出危險警報，確保人們生命和財產(chǎn)的安全。
　　 氣體傳感器技術作為傳感器技術的一個重要分支，受到人們的廣泛重視，其應用也越來越廣泛，人們對它的響應速度的要求也隨之提高。為了提高氣體傳感器的響應速度，本文對其氣敏結構進行了優(yōu)化設計。
　　 本

2、文在分析了半導體薄膜的氣敏機理之后，根據(jù)提高氣體傳感器響應速度的措施，提出了一種新型氣體傳感器敏感結構模型，即在傳統(tǒng)連續(xù)平面敏感結構的基礎上，將連續(xù)平面敏感結構的上半部分離散化，使之成為離散半球體陣列結構，而保持下半部分不變，這樣該敏感結構就具有了三維敏感效應，從而增加了與氣體接觸的表面積。因此，在單位時間內到達敏感結構表面的氣體分子量便增多，并更有效地與其發(fā)生氧化還原反應，引起電導量的快速變化，使氣體傳感器更快地作出響應。本文應用擴散

3、理論建立半球體的擴散方程，分別分析了新型和傳統(tǒng)型兩種傳感器的響應時間，并進行比較。
　　 仿真結果表明：當傳統(tǒng)連續(xù)平面敏感結構的厚度H為擴散深度a的兩倍，且新型敏感結構的連續(xù)平面部分的厚度h和半球體的半徑r都等于擴散深度a時，具有離散半球體陣列敏感結構的氣體傳感器響應時間同傳統(tǒng)氣體傳感器的響應時間相比，縮短了一半以上。
　　 為了更進一步提高傳感器的響應速度，對離散半球體陣列敏感結構的連續(xù)平面部分的厚度和半球體的半徑兩個