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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