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1概论 1

1.1敏感元件的概念及基本特征 1

1.1.1敏感元件的概念 1

1.1.2敏感元件的特征及要求 2

1.2敏感元件的分类及命名 3

1.2.1敏感元件的分类及本课程讨论范围 3

1.2.2敏感元件的命名 4

1.3敏感元件的材料及通用工艺 6

1.3.1敏感元件与材料的关系 6

1.3.2材料的分类 6

1.3.3半导体陶瓷在敏感元件中的应用 7

1.3.4敏感元件的通用工艺 8

1.4敏感元件的应用概况及发展动向 10

1.4.1敏感元件的应用概况 10

1.4.2敏感元件的发展动向 10

习题 11

2热敏元件 12

2.1热敏电阻器的材料 12

2.1.1热敏电阻器概述 12

2.1.2热敏电阻器的分类 12

2.1.3热敏电阻器的发展概况 15

2.2热敏电阻器的基本特性与主要参数 16

2.2.1电阻-温度特性 16

2.2.2热性能 20

2.2.3伏-安特性 22

2.2.4功率特性 27

2.2.5动态特性 29

2.2.6老化特性 29

2.3负温度系数热敏电阻器 30

2.3.1NTC热敏半导瓷材料 30

2.3.2NTC热敏电阻器的敏感机理 33

2.3.3NTC热敏电阻器的制造工艺 34

2.3.4NTC热敏电阻器典型产品的结构和性能 45

2.4正温度系数热敏电阻器 46

2.4.1PTC热敏电阻器材料 46

2.4.2BaTiO3热敏半导瓷的导电机理 51

2.4.3PTC热敏电阻器制造工艺 53

2.4.4PTC热敏电阻器典型产品的结构和性能 55

2.5其它热敏元件 56

2.5.1半导体单晶热敏电阻器 56

2.5.2薄膜热敏电阻器 58

2.5.3厚膜热敏电阻器 59

2.5.4两种传统的热敏元件 61

2.5.5硅集成化温度传感器 75

2.6热敏元件的应用 78

2.6.1温度测量 78

2.6.2温度补偿 79

2.6.3温度控制 80

2.6.4稳压 81

2.6.5彩色电视机消磁 81

2.6.6PTC热敏电阻器作为加热器的应用 82

习题 84

3压敏元件 86

3.1概述 86

3.2压敏电阻器的基本特性与参数 88

3.2.1伏安特性及其参数 88

3.2.2标称压敏电压 91

3.2.3耐浪涌能力 91

3.2.4漏电流与电阻特性 92

3.2.5功率特性 93

3.2.6温度特性 94

3.2.7固有电容 94

3.3氧化锌压敏电阻器 95

3.3.1ZnO的晶体结构及其导电性 95

3.3.2ZnO压敏半导瓷的微观结构与导电机理 96

3.3.3ZnO压敏电阻器生产工艺简介 105

3.4其它压敏电阻器 111

3.4.1硅压敏电阻器 111

3.4.2碳化硅压敏电阻器 112

3.4.3TiO2压敏电阻器 113

3.4.4SrTiO3复合功能陶瓷压敏电阻器 114

3.5压敏电阻器的应用 116

3.5.1过压保护 116

3.5.2稳压 124

习题 126

4气敏元件 127

4.1概述 127

4.2气敏元件的结构与特性 129

4.2.1气敏元件的结构 129

4.2.2气敏元件的基本特性与参数 131

4.3氧化锡气敏电阻器 134

4.3.1氧化锡气敏材料的基本特性 134

4.3.2氧化锡气敏材料的显微结构与气敏特性 135

4.3.3氧化锡气敏材料的吸附特性 139

4.3.4催化剂的作用与影响 140

4.3.5氧化锡气敏电阻器的制作及结构特点 143

4.4氧化铁系气敏元件 147

4.4.1烧结体型γ-Fe2O3气敏元件 147

4.4.2厚膜型γ-Fe2O3气敏元件 149

4.5其它气敏元件 150

4.5.1氧化锌气敏电阻器 150

4.5.2氧化锆气敏元件 152

4.6气敏元件的应用 153

习题 156

5湿敏元件 157

5.1概述 157

5.1.1湿度及其表示法 157

5.1.2湿度测量概论 158

5.1.3湿度的标定及标准湿度发生器 160

5.1.4湿敏元件的分类 163

5.1.5湿敏元件的特点及其性能要求 163

5.2湿敏电阻器的基本特性及主要参数 164

5.2.1电阻-湿度特性 164

5.2.2时间常数 165

5.2.3湿滞效应 166

5.2.4感湿温度系数 166

5.2.5老化效应 166

5.2.6量程 167

5.3湿敏半导瓷的典型特性与湿敏机理 167

5.3.1湿敏半导瓷的三大类型及其典型特性 167

5.3.2湿敏半导瓷的湿敏机理 168

5.4典型陶瓷湿敏元件 171

5.4.1烧结体型湿敏电阻器 171

5.4.2厚膜型湿敏电阻器 174

5.4.3瓷粉膜型湿敏电阻器 175

5.5其它湿敏元件 178

5.5.1氯化锂湿敏电阻器 178

5.5.2碳湿敏电阻器 180

5.5.3高分子膜湿敏元件 182

5.6湿敏元件的应用 183

习题 184

6光敏元件 186

6.1光敏元件的物理基础 187

6.1.1光电效应 187

6.1.2光谱特性 190

6.2光敏电阻器 191

6.2.1光敏电阻器的分类 191

6.2.2光敏电阻器的基本结构与工作原理 192

6.2.3光敏材料的光电导 194

6.2.4光敏电阻器的主要参数和特性 199

6.2.5可见光敏电阻器 205

6.2.6红外光敏电阻器 210

6.3光电池 213

6.3.1Cu2S-CdS陶瓷光电池的结构与工作原理 213

6.3.2光电池的主要特性与参数 215

6.3.3Cu2S-CdS陶瓷太阳能电池的制造工艺 219

6.4其它光敏器件 221

6.4.1光敏二极管与光敏三极管 221

6.4.2热释电型红外光敏元件 224

6.5光敏元件的应用 226

6.5.1光敏元件的应用类型 226

6.5.2光敏元件应用举例 227

6.5.3红外光敏元件应用举例 230

习题 234

7力敏元件 235

7.1力电转换的物理效应 235

7.1.1金属导线的应变效应 235

7.1.2半导体材料的压阻效应 237

7.1.3压电材料的压电效应 239

7.2金属应变计式力敏元件 242

7.2.1结构 242

7.2.2主要材料 244

7.2.3主要参数 245

7.2.4主要生产过程 248

7.3半导体应变计力敏元件 248

7.3.1结构 249

7.3.2材料 250

7.3.3主要参数 250

7.3.4性能特点 251

7.3.5生产工艺 252

7.3.6典型产品的性能参数 255

7.4其它力敏元件 256

7.5力敏元件的应用 260

习题 264

8磁敏元件 265

8.1霍尔元件 265

8.1.1霍尔效应 265

8.1.2霍尔元件的结构、分类及基本工作电路 268

8.1.3霍尔元件的主要参数 270

8.1.4霍尔元件的材料 271

8.1.5霍尔元件的制造工艺 272

8.1.6实用霍尔元件的典型特性 274

8.2磁敏电阻器 274

8.2.1磁阻效应 274

8.2.2形状效应 276

8.2.3磁敏电阻器的基本特性和主要参数 277

8.2.4磁敏电阻器的材料、结构及制造工艺 280

8.3其它磁敏元件 284

8.3.1磁敏二极管 284

8.3.2磁敏三极管 286

8.3.3强磁性金属磁敏元件 287

8.4磁敏元件的应用 291

8.4.1无接点开关 291

8.4.2绝缘耦合 291

8.4.3霍尔式钳型电流表 291

习题 293

参考文献 294