半導體敏感效應課件

概述傳感器是指能感受規(guī)定的物理量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用輸入信號的器件或裝置，即把非電量轉(zhuǎn)換成電量的裝置。

傳感器通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和測量電路三部分組成。（1）敏感元件是指能直接感受（或響應）被測量的部分，即將被測量通過傳感器的敏感元件轉(zhuǎn)換成與被測量有確定關系的非電量或其它量。（2）轉(zhuǎn)換元件則將上述非電量轉(zhuǎn)換成電參量。（3）測量電路的作用是將轉(zhuǎn)換元件輸入的電參量經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率等可測電量，以便進行顯示、記錄、控制和處理的部分。

概述傳感器是指能感受規(guī)定的物理量，并按一定規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用1傳感器的組成

輔助電源敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測量電量敏感元件：是直接感受被測量，并輸出與被測量成確定關系的某一物理量的元件。轉(zhuǎn)換元件：敏感元件的輸出就是它的輸入，它把輸入轉(zhuǎn)換成電路參量?；巨D(zhuǎn)換電路：上述電路參數(shù)接入基本轉(zhuǎn)換電路（簡稱轉(zhuǎn)換電路），便可轉(zhuǎn)換成電量輸出。傳感器的組成輔助電源敏感元件轉(zhuǎn)換元件基本轉(zhuǎn)換電路被測量電量2穩(wěn)定性(零漂)傳感器溫度供電各種干擾穩(wěn)定性溫漂分辨力沖擊與振動電磁場線性滯后重復性靈敏度輸入誤差因素外界影響

傳感器輸入輸出作用圖輸出取決于傳感器本身，可通過傳感器本身的改善來加以抑制，有時也可以對外界條件加以限制。衡量傳感器特性的主要技術指標穩(wěn)定性(零漂)傳感器溫度供電各種干擾穩(wěn)定性溫漂分辨力沖擊與振3

一、熱敏效應

半導體的導電主要是由于電子和空穴造成的。溫度增加，半導體中導電電子和空穴數(shù)目增加，因而使電導率升高。電阻率與溫度的關系為：一、熱敏效應半導體的導電主要是由于電子和空穴造成的。溫度4熱敏電阻傳感器的特點：1）電阻溫度系數(shù)大，靈敏度高；2）結構簡單，體積小，易于點測量；3）電阻率高，且適合動態(tài)測量；4）阻值與溫度變化的關系是非線性的；5）穩(wěn)定性較差。熱敏電阻傳感器的特點：5二、光敏效應

1．光電效應當光照射物體時，如果光子的能量足夠大，物體內(nèi)部電子吸收光子能量后，擺脫內(nèi)部力的約束，產(chǎn)生相應電效應的物理現(xiàn)象。（1）在光作用下，電子逸出物體表面的現(xiàn)象，稱為外光電效應，如光電管、光電倍增管等。（2）在光作用下，物體的電阻率改變的現(xiàn)象，稱為內(nèi)光電效應，如光敏電阻、光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等。（3）在光線作用下，物體產(chǎn)生一定方向電動勢的現(xiàn)象，稱為光生伏特現(xiàn)象，如光電池。

二、光敏效應1．光電效應62．光敏電阻光敏電阻受到光照時，產(chǎn)生電子—空穴對，使電阻率變小。光照越強，阻值越低。入射光線消失，電子—空穴對恢復，電阻值逐漸恢復原值。3．光敏管

光敏管（光敏二極管、光敏三極管、光敏晶閘管等）屬于半導體器件。

2．光敏電阻74．電致發(fā)光

固體發(fā)光材料在電場激發(fā)下產(chǎn)生的發(fā)光現(xiàn)象稱為電致發(fā)光。電致發(fā)光是將電能直接轉(zhuǎn)換成光能的過程。發(fā)光二極管(LED)是以特殊材料摻雜制成的半導體電致發(fā)光器件。當其PN結正向偏置時，由于電子—空穴復合時產(chǎn)生過剩能量，該能量以光子形式放出而發(fā)光。

4．電致發(fā)光8三、壓敏效應

1、電壓敏感效應某些半導體材料對電壓的變化十分敏感，例如半導體氧化鋅陶瓷，通過它的電流和電壓之間不成線性關系，即電阻隨電壓而變。用具有壓敏特性的材料可以制成壓敏電阻器。壓敏電阻可用于過電壓吸收、高壓穩(wěn)壓、避雷針等。

三、壓敏效應1、電壓敏感效應

92、壓力敏感效應對半導體的材料施加應力時，除產(chǎn)生變形外，能帶結構也相應地發(fā)生了變化，因而使材料的電阻率發(fā)生變化，這種由于應力的作用使電阻率發(fā)生改變的現(xiàn)象稱為壓力敏感效應。半導體的壓阻效應和應力的關系為：2、壓力敏感效應10四、磁敏效應

1．霍耳效應半導體或金屬薄片置于磁場中，當有電流（與磁場垂直的薄片平面方向）流過時，在垂直于磁場和電流的方向上產(chǎn)生電動勢，這種現(xiàn)象稱為霍耳效應。

四、磁敏效應1．霍耳效應11霍耳效應霍耳效應12I霍耳電壓霍耳系數(shù)++++

+

+-----I霍耳電壓霍耳系數(shù)+++++13I++++---P型半導體+-霍耳效應的應用2）測量磁場霍耳電壓1）判斷半導體的類型+++---N型半導體-I+-I++++---P型半導體+-霍142、磁阻效應半導體中，在與電流垂直的方向施加磁場后，使電流密度降低，即由于磁場的存在使半導體的電阻增大，這種現(xiàn)象稱