半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)是隨著我們科技變化，生活水平提高衍生出的新型開(kāi)關(guān)，半導(dǎo)體傳感器利用半導(dǎo)體材料的各種物理、化學(xué)和生物學(xué)特性制成的傳感器。半導(dǎo)體傳感器種類繁多，它利用近百種物理效應(yīng)和材料的特性，下面一起裝修網(wǎng)小編就為大家介紹一下半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)。
半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特點(diǎn) 半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)介紹
半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)介紹
半導(dǎo)體傳感器的主要應(yīng)用領(lǐng)域是工業(yè)自動(dòng)化、遙測(cè)、工業(yè)機(jī)器人、家用電器、環(huán)境污染監(jiān)測(cè)、醫(yī)療保健、醫(yī)藥工程和生物工程。半導(dǎo)體傳感器按輸入信息分為物理敏感、化學(xué)敏感和生物敏感半導(dǎo)體傳感器三類。
物理敏感半導(dǎo)體傳感器將物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，按敏感對(duì)象分為光敏、熱敏、力敏、磁敏等不同類型，具有類似于人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)的功能。這類器件主要基于電子作用過(guò)程，機(jī)理較為簡(jiǎn)單，應(yīng)用比較普遍，半導(dǎo)體傳感器的無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)應(yīng)用尤廣。它們與微處理機(jī)相配合，能構(gòu)成遙控、光控、聲控、工業(yè)機(jī)器人和全自動(dòng)化裝置。下表列出常用的物理效應(yīng)。
化學(xué)敏感半導(dǎo)體傳感器將化學(xué)量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，按敏感對(duì)象可分為對(duì)氣體、濕度、離子等敏感的類型，具有類似于人的嗅覺(jué)和味覺(jué)的功能。這類器件主要基于離子作用過(guò)程，機(jī)理較為復(fù)雜，研制較難，但有廣闊的應(yīng)用前景。通常利用的化學(xué)效應(yīng)有：氧化還原反應(yīng)、光化學(xué)反應(yīng)、離子交換反應(yīng)、催化反應(yīng)和電化學(xué)反應(yīng)（固體電解質(zhì)濃淡電池反應(yīng)）等。
生物敏感半導(dǎo)體傳感器將生物量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的器件，往往利用膜的選擇作用、酶的生化反應(yīng)和免疫反應(yīng)，通過(guò)測(cè)量反應(yīng)生成物或消耗物的數(shù)量達(dá)到檢測(cè)的目的。生物敏感傳感器所用的敏感功能材料是蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)分子只能同特定物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)。通常利用的生物學(xué)效應(yīng)有抗原抗體反應(yīng)、酶作用下的氧化反應(yīng)、微生物活組織和細(xì)胞的呼吸功能等。
半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的特點(diǎn)
光傳感器根據(jù)光和半導(dǎo)體的相互作用原理制成的傳感器。通過(guò)在半導(dǎo)體中摻進(jìn)雜質(zhì)可以在禁帶中造成新的能級(jí)，可以人為地將光的吸收移至長(zhǎng)波范圍。
半導(dǎo)體光傳感器種類很多，可以通過(guò)光導(dǎo)效應(yīng)、光電效應(yīng)、光電流等實(shí)現(xiàn)光的檢出，如光敏電阻、光電二極管、光電三極管、光電池等。改變結(jié)構(gòu)，還可以制成具有新功能的光傳感器，例如靈敏度高和響應(yīng)速度快的近紅外檢出器件、僅在特定波長(zhǎng)范圍靈敏的器件、發(fā)光與受光器件處于同一襯底的器件、可進(jìn)行光檢出和電流放大的器件（圖1）、光導(dǎo)膜與液晶元件相結(jié)合的器件、電荷耦合器件等。
溫度傳感器一般隨溫度的上升，半導(dǎo)體中載流子濃度增加、電阻降低。利用這種效應(yīng)可以制成熱敏電阻。由于半導(dǎo)體載流子濃度與溫度有關(guān)，還會(huì)產(chǎn)生顯著的塞貝克效應(yīng)。當(dāng)P型半導(dǎo)體兩端存在溫度差墹T，熱端的空穴濃度大，因此空穴向冷端擴(kuò)散，并在此端產(chǎn)生正的空間電荷場(chǎng)（圖2）。這個(gè)電壓（塞貝克電壓uS）約為150μV/K。對(duì)N型半導(dǎo)體，圖2中載流子為電子，冷端連接點(diǎn)為負(fù)。因此,同時(shí)使用P型與N型半導(dǎo)體電偶的uS可達(dá)300μV/K，比金屬的uS(40μV/K)大一個(gè)數(shù)量級(jí)。
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