半導體傳感器利用半導體材料的各種物理、化學和生物學特性制成的傳感器。所采用的半導體材料多數是硅以及Ⅲ-Ⅴ族和 Ⅱ-Ⅵ族元素化合物。半導體傳感器種類繁多,它利用近百種物理效應和材料的特性,具有類似于人眼、耳、鼻、舌、皮膚等多種感覺功能。
優(yōu)點是靈敏度高、響應速度快、體積小、重量輕、便于集成化、智能化,能使檢測轉換一體化。半導體傳感器的主要應用領域是工業(yè)自動化、遙測、工業(yè)機器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程。半導體傳感器按輸入信息分為物理敏感、化學敏感和生物敏感半導體傳感器三類
物理敏感類:
將物理量轉換成電信號的器件,按敏感對象分為光敏、熱敏、力敏、磁敏等(如溫度傳感器、壓力傳感器)不同類型,具有類似于人的視覺、聽覺和觸覺的功能。這類器件主要基于電子作用過程,機理較為簡單,應用比較普遍,半導體傳感器的無觸點開關應用尤廣。它們與微處理機相配合,能構成遙控、光控、聲控、工業(yè)機器人和全自動化裝置。
化學敏感類:
將化學量轉換成電信號的器件,按敏感對象可分為對氣體、濕度、離子等(如氣體傳感器、濕度傳感器)敏感的類型,具有類似于人的嗅覺和味覺的功能。這類器件主要基于離子作用過程,機理較為復雜,研制較難,但有廣闊的應用前景。通常利用的化學效應有:氧化還原反應、光化學反應、離子交換反應、催化反應和電化學反應(固體電解質濃淡電池反應)等。
生物敏感類:
將生物量轉換成電信號的器件,往往利用膜的選擇作用、酶的生化反應和免疫反應,通過測量反應生成物或消耗物的數量達到檢測的目的。生物敏感傳感器所用的敏感功能材料是蛋白質,而蛋白質分子只能同特定物質起化學反應。通常利用的生物學效應有抗原抗體反應、酶作用下的氧化反應、微生物活組織和細胞的呼吸功能等。
半導體傳感器優(yōu)點是靈敏度高、可靠性好、可實現多功能、 小型化、 智能化,缺點是多感性、選擇性差、在極限狀態(tài)下(例如高溫)不能使用。針對結晶型半導體傳感器的不足,人們正在研究無定形半導體傳感器。
接下來由工采網小編給大家推薦ISweek工采網從國外進口的三款半導體材料的優(yōu)質溫濕度傳感器,首先是從法國Humirel公司進口的數字輸出溫濕度傳感器 - HTU21D,新款數字式溫濕度復合傳感器HTU21D樹立了新的濕度傳感器的尺寸和智能化典范:采用適合回流焊的DFN封裝,尺寸僅為3 x 3 x 1mm;提供經過校正的,線性的I2C數字輸出信號。HTU21D是即插即用的濕度和溫度復合傳感器,是需要可靠和精確測量的OEM應用的理想選擇。數字輸出的濕度和溫度信號可以直接與微控器接口。每個傳感器都經過校正和測試,批號不僅打印在外殼,而且存儲于傳感器芯片,以便通過指令讀取。用戶可以通過指令改變HTU21D的分辨率(8/12bit至12/14bit)。
接著是從法國Humirel公司進口的模擬輸出溫濕度傳感器 - HTG3515CH,基于Humirel?公司的濕敏電容制成的溫濕度傳感器,HTG3515CH是一個帶溫濕度一體輸出接口的模塊,專門為 OEM?客戶設計應用在需要一個可靠,精密測量的地方。帶有微型控制芯片,濕度為線性電壓輸出,帶 10Kohm NTC?溫度輸出。HTG3515CH可用于大批量生產和要求測量精度較高的地方。
溫濕度數字輸出傳感器 - HTU20D,是一款基于高性能的濕度感應元件制成,新一代HTU20D溫度和濕度傳感器在尺寸與智能方面建立了新的標準:采用雙列扁平無引腳DFN?封裝,?底面3x3mm?,高度1.1mm。傳感器輸出經過標定的數字信號,標準?I2C?格式。多樣化的輸出方式,寬的工作電壓范圍,同時具有很高的溫度精度和濕度精度。HTU20D系列模塊專為低功耗小體積應用設計,具有良好的品質、快的響應速度、抗干擾能力強、性價比高等優(yōu)點,微小的體積(3x3mm)、極低的功耗。
應用中注意事項:
1、傳感器要避免暴露于可揮發(fā)性硅化合物氣氛中(可揮發(fā)性硅化合物包括硅粘接劑、發(fā)膠、硅橡膠、膩子或其它存在可揮發(fā)性硅化合物)。原因為傳感器的表面吸附硅化合物后,傳感器的敏感材料會被硅化合物分解形成的二氧化硅包裹,抑制傳感器的敏感性,并且不可恢復。
2、應避免處于高腐蝕性的環(huán)境,避免受到堿、堿金屬鹽、鹵素的污染。
3、避免敏感材料接觸到水。
4、保證加熱電壓滿足傳感器技術要求,不能過高或過低,因為溫度影響著半導體傳感器的敏感材料對測試氣體的敏感程度(技術要求見相關規(guī)格書)。
5、盡可能避免處于高濃度氣氛中,應避免用打火機氣直接噴向傳感器,因為這種操作會對傳感器造成極大損害,并難于恢復。
6、傳感器長期未使用(儲存),再次使用前要進行充分老化,一般不少于48小時,根據儲存時間長短來加長老化時間(詳見相關規(guī)格書),因為老化過程就是清洗傳感器的過程.。
7、禁止傳感器受到劇烈震動,如1米以上高空跌落,高速下的撞擊等。
8、使用的負載電阻與廠家提供的負載大小要相同,這樣才能保證測試出的參數和廠家提供的參數范圍相同。
9、測試傳感器時所用氣體一定要是空氣平衡,因為氣體中的氧氣影響著傳感器電阻的變化。
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