MOS型氣體傳感器原理,在干凈的空氣中,二氧化錫中的施主電子被吸附在傳感材料表面的氧氣吸引,從而阻止電流流動。
在還原氣體存在下,吸附的氧的表面密度隨著它與還原氣體反應而降低。然后電子被釋放到二氧化錫中,使電流可以自由地流過傳感器。電流將給出被測氣體的等效讀數(shù)。
原則:
在氧濃度為0%的最極端情況下,當金屬氧化物傳感器材料(通常是二氧化錫[SnO2-x])在400C等高溫下加熱時,自由電子會流過傳感器的連接部分(晶界)二氧化錫晶體。
在干凈的空氣中(約21%O2),氧氣會吸附在金屬氧化物表面。由于其高電子親和力,吸附的氧會吸引金屬氧化物內部的自由電子,在晶界形成勢壘(空氣中的eVs)。
這種勢壘會阻止電子流動,從而在清潔空氣中造成高傳感器電阻。
當傳感器暴露在可燃氣體或還原性氣體(如一氧化碳)中時,這些氣體與吸附的氧氣在二氧化錫表面發(fā)生氧化反應。
結果,二氧化錫表面吸附氧的密度降低,勢壘高度降低。電子容易流過高度降低的勢壘,傳感器電阻降低。
可以通過測量MOS型氣體傳感器的電阻變化來檢測空氣中的氣體濃度。氣體與吸附在二氧化錫表面的氧氣的化學反應根據(jù)傳感材料的反應性和傳感器的工作溫度而變化。
MOS氣體傳感器: