目录 5
第一篇 半导体气体敏感器件 5
第一章 半导体气敏器件及其原理 5
1.1 半导体气敏器件 5
1.1.1 半导体气敏器件发展的历史 5
1.1.2 半导体气敏器件材料 6
1.1.3 半导体气敏器件的分类 8
1.2 氧化物半导体的物理化学性质 9
1.2.1 典型氧化物半导体的晶体结构 9
1.2.2 氧化物半导体的点缺陷 14
1.2.3 氧化物半导体电学性质的控制 17
1.3 半导体气敏器件原理 22
1.3.1 半导体表面 22
1.3.2 晶粒界面 25
1.3.3 金属与半导体接触 26
1.3.4 半导体气敏器件工作机理 28
第二章 SnO2系半导体气敏器件 32
2.1 概述 32
2.2 SnO2基本性质 33
2.3 SnO2制备方法 38
2.4 SnO2气敏器件的种类 41
2.4.1 烧结型SnO2气敏器件 41
2.4.2 薄膜型SnO2气敏器件 45
2.4.3 厚膜型SnO2气敏器件 49
2.4.4 多层薄膜型气敏器件 51
2.4.5 混合厚膜型气敏器件 53
2.5 烧结型SnO2半导体气敏器件制备工艺 57
2.5.1 工艺流程 58
2.5.2 典型工艺过程 58
2.5.3 主要工艺参数和添加剂的选择 61
2.6 SnO2气敏器件检测气体机理 64
2.6.1 基本模型 64
2.6.2 SnO2气敏器件工作原理 68
2.7.1 主要特性参数 69
2.7 SnO2气敏器件特性参数及测试电路 69
2.7.2 基本测试电路 73
2.8 SnO2气敏器件测试气氛条件和校准试验装置 79
2.8.1 测试气氛条件 79
2.8.2 SnO2气敏器件校准试验装置 87
2.9 烧结型SnO2气敏器件基本性能 91
2.9.1 灵敏度特性 91
2.9.2 温湿度特性 94
2.9.3 加热特性 95
2.9.4 初期恢复特性 95
2.9.5 初期稳定特性 97
2.9.6 长期工作稳定性 98
第三章 Fe2O3系和Nb2O5系气敏器件 99
3.1 氧化铁系气敏器件的制造方法 99
3.2 氧化铁系气敏器件的工作原理 100
3.3 氧化铁系气敏器件的特性 101
3.3.1 器件的灵敏度特性 101
3.3.2 初期稳定特性及响应特性 103
3.3.3 器件灵敏度与环境温度和湿度的关系 103
3.3.4 寿命特性 105
3.4 五氧化二铌气敏器件 106
3.4.1 氧敏器件的工作原理 108
3.4.2 氧敏器件材料的选定 110
3.4.3 器件结构 113
3.4.4 试验装置和试验方法 113
3.4.5 氧敏器件特性 115
第四章 结型和MOS型半导体气敏器件 119
4.1 肖特基二极管气敏器件 119
4.2 MOS气敏二极管 120
4.3 MOSFET气敏器件 122
4.3.1 Pd-MOSFET氢敏器件的工作机理 122
4.3.2 Pd-MOSFET氢敏器件性能 125
4.3.3 Pd-MOSFET氢敏器件的制造 129
5.1 ZnO系半导体气敏器件 138
第五章 其它半导体气敏器件及其发展 138
5.1.1 ZnO气敏器件的制作 140
5.1.2 ZnO气敏器件的特性 142
5.1.3 ZnO气敏器件的改进 143
5.2 复合氧化物系气敏器件 147
5.3 V2O5系半导体气敏器件 148
5.4 ZrO2系氧敏器件 149
5.5 CoO系氧敏器件 151
5.6 有机半导体气敏器件 152
5.7 半导体气敏器件的发展 153
6.1 半导体气敏器件的应用分类 162
第六章 半导体气敏器件的应用 162
6.2 从气敏器件取出信号的种类 164
6.3 气敏器件输出信号处理方法 165
6.4 应用半导体气敏器件的辅助电路 166
6.4.1 温湿度补偿电路 166
6.4.2 防止通电初期误动作电路 167
6.4.3 稳定加热电压电路 167
6.4.4 加热器断线报知电路 168
6.4.5 多功能辅助电路 170
6.5 可燃性气体的探测和检漏 170
6.5.1 携带式气体探测器 171
6.5.2 袖珍式气体检漏仪 171
6.6.1 家用气体报警器 172
6.5.3 携带式防爆气体检漏仪 172
6.6 可燃性气体泄漏报警 172
6.6.2 城市煤气报警器 176
6.6.3 工业用气体泄漏报警器 176
6.7 火灾烟雾报警器 181
6.8 空气净化换气扇 183
6.9 酒精探测器 184
6.9.1 携带式酒精测试仪 184
6.9.2 数字式酒精探测器 186
6.9.3 酒敏继电器 186
6.10 一氧化碳探测器 188
6.11 变压器故障检测 189
6.12 气体分析仪器 191
6.13 电子灶 191
6.14 混合厚膜型气敏器件的应用——新型城市煤气报警器 193
6.15 半导体氢敏器件的应用 196
6.15.1 氢敏器件测氢基本电路 197
6.15.2 氢气探测的实用电路 198
第二篇 半导体湿度敏感器件及其应用 205
第七章 湿度及其有关的基本知识 205
7.1 湿度及其表示方法 205
7.2 常用湿度计 210
7.3 湿度敏感器件的特性参数 213
7.3.1 湿度量程 214
7.3.2 感湿特征量——相对湿度特性曲线 215
7.3.3 灵敏度 216
7.3.4 湿度温度系数 216
7.3.5 响应时间 217
7.3.6 湿滞回线和湿滞回差 219
7.4 湿度敏感器件的标定及其设备 220
7.4.1 湿度敏感器件定量标定的原则 220
7.4.2 相对湿度的标定方法及设备 222
7.4.3 绝对湿度的标定方法及设备 226
8.1 烧结型半导体陶瓷湿度敏感器件的工作机理 232
第八章 烧结型半导体陶瓷湿度敏感器件 232
8.1.1 湿敏半导体陶瓷的电子过程 233
8.1.2 湿敏半导体陶瓷的离子导电理论 237
8.2 MgCr2O4-TiO2半导体陶瓷湿度敏感器件 239
8.2.1 MgCr2O4-TiO2湿敏器件的结构及制备 239
8.2.2 原材料的配比及讨论 241
8.2.3 MgCr2O4-TiO2湿敏器件的性能 245
8.3 MgCr2O4-TiO2湿-气多功能敏感器件 248
8.3.1 器件的气体吸附导电机理 248
8.3.2 器件的结构与特性 250
8.4.1 BaTiO3-SrTiO3半导体陶瓷器件 253
8.4 湿-温多功能敏感器件 253
8.4.2 Mn3O4-TiO2半导体陶瓷器件 259
8.5 烧结型半导体陶瓷湿度敏感器件综述 263
第九章 涂覆膜型陶瓷湿度敏感器件 265
9.1 涂覆膜型Fe3O4湿敏器件的结构与感湿机理 265
9.2 涂覆膜型Fc3O4湿敏器件的制备 268
9.2.1 基片的要求与选择 269
9.2.2 金属电极的制作 270
9.2.3 Fc3O4粉料的制备 271
9.2.4 感湿膜的涂覆 273
9.3 涂覆膜型Fe3O4湿敏器件的性能与主要技术指标 275
9.4 涂覆膜型Al2O3湿敏器件 279
第十章 多孔氧化物湿敏器件 284
10.1 多孔Al2O3湿敏器件 284
10.1.1 多孔Al2O3湿敏器件的结构及其感湿机理 285
10.1.2 多孔Al2O3湿敏器件的制备 292
10.1.3 多孔Al2O3湿敏器件的特性 296
10.2 硅MOS型Al2O3湿敏器件 307
10.2.1 硅MOS型Al2O3湿敏器件的设计和结构 307
10.2.2 硅MOS型Al2O3湿敏器件的特性 308
10.3 微型多孔SiO2湿敏器件 310
11.1.1 锗薄膜湿敏器件 317
11.1 元素半导体湿敏器件 317
第十一章 元素半导体、结型和MOS型湿敏器件 317
11.1.2 硒薄膜湿敏器件 319
11.1.3 硅湿敏器件 321
11.2 湿敏MOS场效应管 323
11.3 湿敏结型器件 330
第十二章 其它感湿膜湿敏器件 336
12.1 氯化锂湿敏器件 336
12.1.1 氯化锂湿敏器件的工作机理及特性 336
12.1.2 氯化锂湿敏器件的制作和结构 343
12.2 羟乙基纤维素碳湿敏器件 354
12.2.1 羟乙基纤维素碳湿敏器件的工作机理 354
12.2.2 羟乙基纤维素碳湿敏器件的制备及特性 357
12.2.3 讨论及其它 363
12.3 高分子电解质（聚苯乙烯磺酸锂）湿敏器件 365
12.3.1 聚苯乙烯磺酸锂湿敏器件的工作机理 365
12.3.2 聚苯乙烯磺酸锂湿敏器件的制备 367
12.3.3 聚苯乙烯磺酸锂湿敏器件的特性 369
12.3.4 其它高分子电解质湿敏器件 372
第十三章 湿敏器件的测量与应用电路 373
13.1 湿敏器件的测量电路 373
13.2 湿敏器件感湿特性曲线的线性化 384
13.3 湿敏器件的应用 400
参考文献 404