半導(dǎo)體陶瓷具有半導(dǎo)體特性、電導(dǎo)率約在10-6~105S/m的陶瓷。半導(dǎo)體陶瓷的電導(dǎo)率因外界條件(溫度、光照、電場(chǎng)、氣氛和溫度等)的變化而發(fā)生顯著的變化,因此可以將外界環(huán)境的物理量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),制成各種用途的敏感元件。
中文名稱(chēng) | 半導(dǎo)體陶瓷 | 特性 | 半導(dǎo)體特性 |
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電導(dǎo)率 | 10-6~105S/m | 用途 | 制成各種用途的敏感元件 |
制作工藝 | 工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,體積小 | 生產(chǎn)工藝特點(diǎn) | 必須經(jīng)過(guò)半導(dǎo)化過(guò)程 |
半導(dǎo)體陶瓷熱敏陶瓷
又稱(chēng)熱敏電阻陶瓷,指電導(dǎo)率隨溫度呈明顯變化的陶瓷。有三種類(lèi)型:①負(fù)溫系數(shù)熱敏電阻(簡(jiǎn)稱(chēng)NTC),如一些過(guò)渡金屬如錳、鐵、鈷、鎳等的氧化物半導(dǎo)體陶瓷,特點(diǎn)是隨著溫度升高,電阻呈指數(shù)減小。②正溫系數(shù)熱敏電阻(簡(jiǎn)稱(chēng)PTC),如摻雜的鈦酸鋇半導(dǎo)體陶瓷,特點(diǎn)是隨著溫度升高電阻增大,并在居里點(diǎn)有劇變。③劇變型熱敏電阻(簡(jiǎn)稱(chēng)CTR),如氧化釩及其摻雜半導(dǎo)體陶瓷,具有負(fù)溫系數(shù),并在某一溫度,電阻產(chǎn)生急劇變化,變化值可達(dá)3~4個(gè)數(shù)量級(jí)。熱敏陶瓷主要用于溫度補(bǔ)償、溫度測(cè)量、溫度控制、火災(zāi)探測(cè)、過(guò)熱保護(hù)和彩色電視機(jī)消磁等方面。
指具有光電導(dǎo)或光生伏特效應(yīng)的陶瓷。如硫化鎘、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦、鍺酸鉍(見(jiàn)彩圖)等陶瓷或單晶。當(dāng)光照射到它的表面時(shí)電導(dǎo)增加。主要用作自動(dòng)控制的光開(kāi)關(guān)和太陽(yáng)能電池等。
半導(dǎo)體陶瓷簡(jiǎn)介
具有半導(dǎo)體特性、電導(dǎo)率約在10~10S/m的陶瓷。半導(dǎo)體陶瓷的電導(dǎo)率因外界條件(溫度、光照、電場(chǎng)、氣氛和溫度等)的變化而發(fā)生顯著的變化,因此可以將外界環(huán)境的物理量變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào),制成各種用途的敏感元件。
半導(dǎo)體陶瓷生產(chǎn)工藝的共同特點(diǎn)是必須經(jīng)過(guò)半導(dǎo)化過(guò)程。半導(dǎo)化過(guò)程可通過(guò)摻雜不等價(jià)離子取代部分主晶相離子(例如,BaTiO3中的Ba被La取代),使晶格產(chǎn)生缺陷,形成施主或受主能級(jí),以得到n型或p型的半導(dǎo)體陶瓷。另一種方法是控制燒成氣氛、燒結(jié)溫度和冷卻過(guò)程。例如氧化氣氛可以造成氧過(guò)剩,還原氣氛可以造成氧不足,這樣可使化合物的組成偏離化學(xué)計(jì)量而達(dá)到半導(dǎo)化。半導(dǎo)體陶瓷敏感材料的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,成本低廉,體積小,用途廣泛。
據(jù)我所知,不同公司對(duì)半導(dǎo)體陶瓷加熱管的報(bào)價(jià)有所差別,具體報(bào)價(jià)如下: 1、力宏電熱電器有限公司,報(bào)價(jià):24.00元/件 2、泰州市玉齡電器有限公司,報(bào)價(jià):50元/件 3、上海滬振電氣制造...
不是。導(dǎo)體依其導(dǎo)電性還能夠細(xì)分為超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、及絕緣體。我們通常把導(dǎo)電性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷,橡膠等等,稱(chēng)為絕緣體。
不是。導(dǎo)體依其導(dǎo)電性還能夠細(xì)分為超導(dǎo)體、導(dǎo)體、半導(dǎo)體、及絕緣體。我們通常把導(dǎo)電性和導(dǎo)電導(dǎo)熱性差或不好的材料,如金剛石、人工晶體、琥珀、陶瓷,橡膠等等,稱(chēng)為絕緣體。
指伏安特性為非線(xiàn)性的陶瓷。如碳化硅、氧化鋅系陶瓷。它們的電阻率相對(duì)于電壓是可變的,在某一臨界電壓下電阻值很高,超過(guò)這一臨界電壓則電阻急劇降低。典型產(chǎn)品是氧化鋅壓敏陶瓷,主要用于浪涌吸收、高壓穩(wěn)壓、電壓電流限制和過(guò)電壓保護(hù)等方面。(見(jiàn)彩圖)
指電導(dǎo)率隨著所接觸氣體分子的種類(lèi)不同而變化的陶瓷。如氧化鋅、氧化錫、氧化鐵、五氧化二釩、氧化鋯、氧化鎳和氧化鈷等系統(tǒng)的陶瓷。主要用于對(duì)不同氣體進(jìn)行檢漏、防災(zāi)報(bào)警及測(cè)量等方面。
指電導(dǎo)率隨濕度呈明顯變化的陶瓷。如四氧化三鐵、氧化鈦、氧化鉀-氧化鐵、鉻酸鎂-氧化鈦及氧化鋅-氧化鋰-氧化釩等系統(tǒng)的陶瓷。它們的電導(dǎo)率對(duì)水特別敏感,適宜用作濕度的測(cè)量和控制。
近來(lái),控制系統(tǒng)已經(jīng)愈益系統(tǒng)化,需要能夠檢測(cè)兩種或幾種物理和化學(xué)參數(shù),并給出互不干擾電信號(hào)的多功能敏感元件。適應(yīng)這種需要的濕度-氣體敏感陶瓷和溫度-濕度敏感陶瓷等多功能敏感陶瓷正在研制中。
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采用硬質(zhì)酸鹽方法制備出納米BaTiO3粉末,利用半導(dǎo)體陶瓷技術(shù)摻雜CeO-AgNO3制造出對(duì)CO2氣體敏感的功能材料.基于CaCO3和RuO2制作電極,NiCr絲加熱.CO2氣體傳感器當(dāng)加熱到400~450℃時(shí),CO2體積分?jǐn)?shù)為100×10-6~2 000×10-6,傳感器的特征阻值由600 kΩ變化到150 kΩ,函數(shù)關(guān)系呈良好的全對(duì)數(shù)線(xiàn)性,同時(shí)測(cè)定了元件的溫度特性和濕度特性,提出了此種傳感器工作時(shí),為提高傳感器測(cè)試準(zhǔn)確性,應(yīng)考慮環(huán)境溫濕度補(bǔ)償技術(shù).
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實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案 精彩文檔 建 平 縣 職 業(yè) 教 育 中 心 備 課 教 案 課 題 模塊(單元)第一章 項(xiàng)目(課) 半導(dǎo)體的主要特征 授課班級(jí) 11電子 授課教師 安森 授課類(lèi)型 新授 授課時(shí)數(shù) 2 教學(xué)目標(biāo) 知識(shí)目標(biāo) 描述半導(dǎo)體的主要特征 能力目標(biāo) 能夠知道 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 情感態(tài)度目標(biāo) 培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,培養(yǎng)學(xué)生的愛(ài)崗敬業(yè)精神 教學(xué)核心 教學(xué)重點(diǎn) 半導(dǎo)體的主要特征 教學(xué)難點(diǎn) P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 思路概述 先講解半導(dǎo)體的特點(diǎn),再講 P型半導(dǎo)體和 N型半導(dǎo)體的特點(diǎn) 教學(xué)方法 讀書(shū)指導(dǎo)法、演示法。 教學(xué)工具 電腦,投影儀 教 學(xué) 過(guò) 程 一、組織教學(xué):師生互相問(wèn)候,安全教育,上實(shí)訓(xùn)課時(shí)一定要聽(tīng)從老師的指揮,在實(shí)訓(xùn)室不要亂動(dòng)電源。 二、復(fù)習(xí)提問(wèn):生活中哪些電子元器件是利用半導(dǎo)體制作出來(lái)的? 三、導(dǎo)入新課: 我們的生活中根據(jù)導(dǎo)電能力的強(qiáng)弱可以分成哪幾種, 這節(jié)課我
從當(dāng)前的水平來(lái)看,半導(dǎo)體氣敏陶瓷元件的靈敏度高,有利于實(shí)現(xiàn)快速,連續(xù)及自動(dòng)測(cè)量,結(jié)構(gòu)及工藝簡(jiǎn)單、方便、價(jià)廉。缺點(diǎn)是穩(wěn)定性、互換性不好,對(duì)不同氣體分辨力差,在低溫,常溫條件下工作問(wèn)題還有待.進(jìn)一步解決,不易實(shí)現(xiàn)定量檢測(cè)等。要解決現(xiàn)存問(wèn)題需要從以下幾個(gè)方面著手:
(1)積極開(kāi)展有關(guān)氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料基礎(chǔ)理論的研究。必須進(jìn)一步深入地開(kāi)展對(duì)上述各項(xiàng)的研究,才能從新的理論基礎(chǔ)上探討解決氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料各種性能問(wèn)題。
(2)提高材料的性能,積極尋找新材料。氧化錫系、氧化鋅系,氧化鐵系等氣敏半導(dǎo)體陶瓷材料已實(shí)用化,但性能還有待進(jìn)一步提高。
(3)積極開(kāi)展多功能化、微型化、集成化氣敏半導(dǎo)體陶瓷元件的研制開(kāi)發(fā)。今后氣敏半導(dǎo)體陶瓷元件的發(fā)展方向?qū)⑹嵌?,小、輕、薄型化 。
半導(dǎo)體氣敏陶瓷的導(dǎo)電機(jī)理主要有能級(jí)生成理論和接觸粒界勢(shì)壘理論。按能級(jí)生成理論,當(dāng)SnO2、ZnO等N型半導(dǎo)體陶瓷表面吸附還原性氣體時(shí),氣體將電子給予半導(dǎo)體,并以正電荷與半導(dǎo)體相吸,而進(jìn)入N型半導(dǎo)體內(nèi)的電子又束縛少數(shù)載流子空穴,使空穴與電子的復(fù)合率降低,增大電子形成電流的能力,使陶瓷電阻值下降;當(dāng)N型半導(dǎo)體陶瓷表面吸附氧化性氣體時(shí),氣體將其空穴給予半導(dǎo)體,并以負(fù)離子形式與半導(dǎo)體相吸,而進(jìn)入N型半導(dǎo)體內(nèi)的空穴使半導(dǎo)體內(nèi)的電子數(shù)減少,因而陶瓷電阻值增大。接觸粒界勢(shì)壘理論則依據(jù)多晶半導(dǎo)體能帶模型,在多晶界面存在勢(shì)壘,當(dāng)界面存在氧化性氣體時(shí)勢(shì)壘增加,存在還原性氣體時(shí)勢(shì)壘降低,從而導(dǎo)致阻值變化。
常用的氣敏陶瓷材料有SnO2、ZnO和ZrO2。SnO2氣敏陶瓷的特點(diǎn)是靈敏度高,且出現(xiàn)最高靈敏度的溫度Tm較低(約300℃),最適于檢測(cè)微量濃度氣體,對(duì)氣體的檢測(cè)是可逆的,吸附、解析時(shí)間短。ZnO氣敏陶瓷的氣體選擇性強(qiáng)。ZrO2系氧氣敏感陶瓷是一種固體電解質(zhì)陶瓷的快離子導(dǎo)體。因ZrO2固體中含有大量氧離子晶格空位,因此,造成氧離子導(dǎo)電。
氣敏半導(dǎo)體陶瓷亦稱(chēng)氣敏陶瓷,是用于吸收某種氣體后電阻率發(fā)生變化的一種功能陶瓷。它是用二氧化錫等材料經(jīng)壓制燒結(jié)而成的,對(duì)許多氣體反映十分靈敏,可應(yīng)用于氣敏檢漏儀等裝置進(jìn)行自動(dòng)報(bào)警。在生活中,它是應(yīng)用越來(lái)越多,可保障人們的生命財(cái)產(chǎn) 。