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目录 1

第一章 半导体磁敏传感器 1

第一节 半导体中的电磁效应 2

一、霍尔效应 3

二、载流子的偏转和磁阻效应 4

第二节 霍尔板 5

一、理想霍尔板 5

二、集成霍尔板 7

三、霍尔板的性能参数 10

第三节 MOS磁敏传感器 16

一、MOS霍尔板 16

二、分裂漏极（Split-Drain）MOS磁敏晶体管 19

三、集成MOS磁敏传感器 23

第四节 磁敏晶体管 24

一、洛伦兹力对载流子的偏转效应 25

二、磁敏晶体管的霍尔效应 27

三、磁敏晶体管的磁集中效应 30

四、集成磁敏晶体管 31

五、磁敏晶体管的品质因数 32

第五节 磁敏二极管 35

一、非平衡载流子的复合 35

二、磁敏二极管的工作原理 36

三、磁敏二极管的特性 37

四、集成磁敏二极管 37

第六节 长基区磁敏晶体管 39

一、长基区磁敏晶体管的结构 39

三、长基区磁敏晶体管的特性 40

二、长基区磁敏晶体管的工作原理 40

第七节　载流子域磁敏传感器 43

一、纵向四层载流子域磁敏传感器 43

二、环形四层载流子域磁敏传感器 45

三、环形三层载流子域磁敏传感器 46

参考资料 47

第二章 半导体光敏传感器 50

第一节　半导体中的光电效应 50

一、半导体的光吸收 50

二、半导体的光电导效应 51

三、半导体的光生伏特效应 53

第二节　光敏电阻 54

一、CdS光敏电阻的工作原理 54

二、CdS光敏电阻的制备 55

三、CdS光敏电阻的特性 55

第三节　光敏二极管 58

一、光敏二极管的概述 58

二、p-i-n型光敏二极管 65

三、金属-半导体光敏二极管 66

四、雪崩光敏二极管 68

第四节　光敏晶体管 70

一、光敏晶体管概述 70

二、异质结光敏晶体管 75

三、光敏场效应晶体管 82

第五节　固态图象传感器 87

一、电荷耦合器件 87

二、固态图象传感器 90

参考资料 102

第三章 半导体温度传感器 105

第一节　热敏电阻器 105

一、NTC热敏电阻器 106

二、PTC热敏电阻器 110

三、CTR热敏电阻器 112

第二节　硅温度传感器 112

一、硅温度传感器的工作原理 112

二、硅温度传感器的结构和制作工艺 115

三、硅温度传感器的特性 116

第三节　p-n结温度传感器 118

一、p-n结正向电压与温度的关系 118

二、晶体管e-b结压降与温度的关系 120

三、晶体管温度传感器 123

第四节　集成温度传感器 124

一、电流型PTAT集成温度传感器 125

二、电压型PTAT集成温度传感器 126

三、具有内部参考电压的温度传感器［11］ 127

一、塞贝克（Seeback）效应 132

第五节　塞贝克效应红外温度传感器 132

二、硅的塞贝克系数 135

三、品质因数 138

四、硅热电偶 139

五、红外探测器 142

第六节　MOS场效应晶体管红外探测器 144

一、IRFET的结构 144

二、IRFET的工作原理 144

三、IRFET的特性 148

考参资料 154

第四章　半导体压力传感器 156

第一节　半导体的压阻效应 156

一、压阻效应 156

二、压阻系数 158

第二节　压力敏感器件的设计 160

一、压阻全桥原理 160

二、压敏电阻的设计 162

三、硅膜片上的压阻全桥设计 163

四、压敏电阻电桥的特性及补偿 171

第三节　集成压阻式压力传感器 178

一、带温度补偿的集成压力传感器 178

二、带温度补偿和放大电路的集成压力传感器 180

三、频率和数字输出型集成压力传感器 182

第四节　电容式压力传感器 188

一、基本结构 188

二、工作原理 189

三、电容变化常用检出电路 194

参考资料 203

第五章 半导体离子敏传感器 205

第一节 MOSFET的基本原理 205

一、MOSFET的国值电压 205

二、MOSFET的电流-电压特性 206

第二节 ISFET的结构和工作原理 207

第三节 ISFET的基本理论 210

一、电解液-绝缘体界面的相互作用 210

二、理想的EIS结构 214

三、EISFET的漏电流-电压特性 216

第四节　离子敏感膜的种类及其响应 218

一、离子敏感膜的种类 218

二、ISFET的响应与选择性 221

第五节　ISFET的设计与制造 225

一、ISFET的设计原则 225

二、单个ISFET的设计与制造 228

三、集成化ISFET的设计与制造 236

第六节 ISFET的特点及问题 247

参考资料 248

第六章 半导体气敏传感器 250

第一节 电导控制型气敏传感器的机理 251

一、晶界势垒模型 251

二、表面电导模型 252

三、氧离子陷阱势垒模型 253

第二节 电导控制型气敏传感器的特性 255

一、初始过程和气敏响应 255

二、氧气分压对气敏传感器特性的影响 256

三、催化剂对气敏传感器特性的影响 258

四、温度对气敏传感器特性的影响 259

五、气敏传感器的选择性 260

六、湿度对气敏传感器特性的影响 263

第三节　电导控制型气敏传感器的结构与制备 265

一、SnO2气敏传感器 265

二、ZnO气敏传感器 269

三、Fe2O3气敏传感器 270

一、气敏传感器的工作原理 271

第四节　电压控制型气敏传感器 271

二、气敏传感器的结构 273

第五节　催化金属栅场效应气敏传感器 278

一、氢气敏Pd栅MOS晶体管 278

二、一氧化碳气敏Pd栅MOS晶体管 284

三、硫化氢气敏Pd栅MOS晶体管 290

四、氨气敏催化金属栅MOS器件 292

五、氧气敏MOS晶体管 297

参考资料 302