半導(dǎo)體傳感器原理與應(yīng)用

第1章傳感器的基礎(chǔ)知識(shí)

1．1傳感器的基本概念

1．2傳感器的一般特性

1．2．1傳感器的靜態(tài)特性

1．2．2傳感器的動(dòng)態(tài)特性

1．3傳感器的標(biāo)定

1．3．1傳感器的靜態(tài)標(biāo)定

1．3．2傳感器的動(dòng)態(tài)標(biāo)定

1．4提高傳感器性能的方法

小結(jié)

習(xí)題

第2章半導(dǎo)體傳感器敏感材料及典型工藝

2．1半導(dǎo)體材料

2．1．1硅材料特性

2．1．2主要的硅化合物

2．2電子陶瓷

2．2．1電子陶瓷的特性

2．2．2電子陶瓷的制備工藝

2．2．3電子陶瓷的應(yīng)用

2．3有機(jī)敏感材料

2．4金屬敏感材料

2．5常用加工技術(shù)

2．5．1光刻工藝

2．5．2腐蝕工藝

2．5．3鍵合技術(shù)

2．5．4微機(jī)械加工技術(shù)

2．5．5LIGA技術(shù)

小結(jié)

習(xí)題

第3章半導(dǎo)體氣敏元件與傳感器

3．1金屬氧化物的半導(dǎo)體化

3．2表面電阻控制型氣敏元件

3．2．1燒結(jié)型SnO2氣敏元件的結(jié)構(gòu)

3．2．2厚膜型和薄膜型SnO2氣敏元件的結(jié)構(gòu)

3．2．3SnO2表面電阻控制型氣敏元件的工作原理

3．2．4氣敏元件的特性參數(shù)

3．2．5SnO2氣敏元件的主要特性

3．2．6燒結(jié)型SnO2氣敏元件的制備工藝

3．3氧化鋅(ZnO)表面電阻控制型氣敏元件

3．4體電阻控制型氣敏元件

3．4．1氧化鐵(Fe2O3)系傳感器

3．4．2半導(dǎo)體氧敏元件

3．5ZrO2濃差電池型氧傳感器

3．6電壓控制型氣敏傳感器

3．6．1肖特基二極管氣敏元件

3．6．2氣敏開關(guān)元件

3．6．3MOS二極管氣敏元件

3．7催化金屬柵場(chǎng)效應(yīng)氣敏傳感器

3．7．1MOSFET的工作原理

3．7．2PdMOSFET氫敏元件

3．7．3集成PdMOSFET氫敏元件

3．7．4H2S氣敏Pd柵MOS管

3．8微熱板基氣體傳感器

3．9氣敏傳感器特性參數(shù)的測(cè)試條件與裝置

3．10氣敏傳感器的應(yīng)用

小結(jié)

習(xí)題

第4章半導(dǎo)體濕敏元件與傳感器

4．1濕度表示方法

4．2濕敏元件與傳感器分類

4．3特性參數(shù)

4．4半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件

4．4．1半導(dǎo)體陶瓷材料的感濕機(jī)理

4．4．2燒結(jié)型半導(dǎo)體陶瓷濕敏元件

4．4．3ZrO2Y2O3系厚膜陶瓷濕敏元件

4．4．4涂覆膜型Fe3O4濕敏元件

4．4．5多孔Al2O3薄膜型濕敏元件

4．5元素半導(dǎo)體濕敏元件

4．6半導(dǎo)體結(jié)型和MOS型濕敏元件

4．7電解質(zhì)系濕敏傳感器

4．7．1無機(jī)電解質(zhì)濕敏元件

4．7．2高分子材料濕敏元件

4．8濕敏元件的應(yīng)用

4．8．1濕敏元件的標(biāo)定

4．8．2濕敏元件的線性化

小結(jié)

習(xí)題

第5章半導(dǎo)體熱敏元件與溫度傳感器

5．1熱電阻

5．1．1金屬熱電阻

5．1．2半導(dǎo)體熱敏電阻

5．1．3硅溫度傳感器

5．2半導(dǎo)體熱敏二極管

5．2．1熱敏二極管工作原理

5．2．2熱敏二極管的基本特性

5．3半導(dǎo)體熱敏晶體管

5．4集成溫度傳感器

5．4．1電流型集成溫度傳感器

5．4．2電壓型集成溫度傳感器

5．4．3集成溫控開關(guān)

5．4．4數(shù)字型集成溫度傳感器

5．5熱電偶傳感器

5．5．1熱電偶的測(cè)溫原理

5．5．2熱電偶基本定律

5．5．3熱電偶的結(jié)構(gòu)

5．5．4熱電偶冷端溫度補(bǔ)償

5．5．5熱電堆

小結(jié)

習(xí)題

第6章半導(dǎo)體磁敏元件與傳感器

6．1半導(dǎo)體的磁敏效應(yīng)

6．2霍爾元件

6．2．1霍爾元件的結(jié)構(gòu)

6．2．2基本測(cè)試電路

6．2．3電磁特性

6．2．4霍爾元件的制備工藝

6．2．5霍爾元件的特性參數(shù)

6．2．6霍爾元件的補(bǔ)償技術(shù)

6．2．7基本電路

6．2．8霍爾元件的應(yīng)用

6．3磁阻元件

6．3．1幾何磁阻效應(yīng)

6．3．2長方形磁阻元件

6．3．3柵格結(jié)構(gòu)型磁阻元件和科比諾磁阻元件

6．3．4磁阻元件的特性參數(shù)

6．3．5磁阻元件的制備工藝

6．3．6磁阻元件的應(yīng)用舉例

6．3．7巨磁阻傳感器

6．4磁敏二極管

6．4．1磁敏二極管的結(jié)構(gòu)和工作原理

6．4．2磁敏二極管的特性參數(shù)

6．4．3磁敏二極管的溫度補(bǔ)償

6．5磁敏三極管

6．5．1磁敏三極管的結(jié)構(gòu)

6．5．2磁敏三極管的工作原理

6．5．3磁敏三極管的特性參數(shù)

6．5．4磁敏三極管的溫度補(bǔ)償技術(shù)

6．6磁敏集成電路

6．6．1雙極型霍爾開關(guān)集成傳感器

6．6．2雙極型霍爾線性集成傳感器

6．7微型磁通門

6．7．1磁通門工作原理

6．7．2磁通門制作工藝

小結(jié)

習(xí)題

第7章半導(dǎo)體力敏元件與傳感器

7．1力學(xué)的基本概念

7．2電阻應(yīng)變片

7．3擴(kuò)散硅壓阻式壓力傳感器

7．3．1半導(dǎo)體的壓阻系數(shù)

7．3．2壓阻式壓力傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

7．3．3壓阻式壓力傳感器的制備工藝

7．3．4硅壓阻式傳感器的測(cè)量電路

7．3．5壓阻式壓力傳感器的溫漂補(bǔ)償技術(shù)

7．3．6差壓傳感器結(jié)構(gòu)

7．3．7壓阻式加速度傳感器

7．3．8集成壓力傳感器

7．3．9表面微機(jī)械壓阻式壓力傳感器

7．4電容式壓力傳感器

7．4．1工作原理及類型

7．4．2電容式傳感器主要性能

7．4．3硅電容壓力傳感器

7．4．4電容式傳感器典型測(cè)量電路

7．5壓電式力學(xué)量傳感器

7．5．1壓電效應(yīng)

7．5．2石英晶體的壓電效應(yīng)

7．5．3壓電陶瓷的壓電效應(yīng)

7．5．4壓電元件的等效電路和結(jié)構(gòu)形式

7．5．5壓電傳感器的測(cè)量電路

7．5．6壓電傳感器的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用

7．5．7壓電式力學(xué)量傳感器的主要性能

7．6典型的聲波質(zhì)量傳感器

小結(jié)

習(xí)題

第8章半導(dǎo)體光敏元件與傳感器

8．1半導(dǎo)體的光吸收

8．1．1本征吸收

8．1．2直接躍遷和間接躍遷

8．1．3其他光吸收過程

8．2半導(dǎo)體的光電效應(yīng)

8．2．1外光電效應(yīng)

8．2．2內(nèi)光電效應(yīng)

8．3外光電效應(yīng)器件

8．3．1光電管

8．3．2光電倍增管

8．4光電導(dǎo)效應(yīng)器件——光敏電阻器

8．4．1光電導(dǎo)管的工作原理

8．4．2定態(tài)光電導(dǎo)及其弛豫過程

8．4．3光敏電阻的結(jié)構(gòu)

8．4．4光敏電阻的種類

8．4．5光敏電阻的特性和參數(shù)

8．5光生伏特效應(yīng)器件

8．5．1光電二極管

8．5．2高速PIN硅光電二極管

8．5．3雪崩型光電二極管

8．5．4硅光電晶體三極管

8．5．5光電池

8．6電荷耦合器件

8．6．1CCD的基本工作原理

8．6．2CCD圖像傳感器

8．7光電位置敏感器件

8．8光控晶閘管

8．9光電耦合器件

小結(jié)

習(xí)題

第9章半導(dǎo)體離子敏傳感器與生物傳感器

9．1離子敏感元件的基本知識(shí)

9．2ISFET

9．2．1ISFET的結(jié)構(gòu)

9．2．2ISFET的工作原理

9．2．3ISFET的特性參數(shù)

9．2．4ISFET的應(yīng)用

9．3半導(dǎo)體生物傳感器

9．3．1酶FET

9．3．2免疫FET

9．3．3基于MEMS的生物傳感器

小結(jié)

習(xí)題

附錄APt100鉑電阻分度表

附錄BK型熱電偶分度號(hào)表

參考文獻(xiàn)2100433B

本書系統(tǒng)介紹了氣敏、濕敏、熱敏、磁敏、力敏、光敏和離子敏等半導(dǎo)體敏感元件與傳感器的工作原理、制作工藝、特性參數(shù)及其應(yīng)用舉例，并介紹了半導(dǎo)體傳感器技術(shù)的新發(fā)展。全書內(nèi)容豐富，特色鮮明，各章后配有習(xí)題。

本書適合用作高等學(xué)校電子科學(xué)與技術(shù)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、微電子學(xué)等專業(yè)相關(guān)課程的教材，也可供從事半導(dǎo)體傳感器技術(shù)、微電子技術(shù)研究的工程人員參考。

《傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)指南》共分8章，第1章介紹傳感器課程設(shè)計(jì)的目的、意義、要求和方法步驟；第2章是傳感器設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)；第3章概述傳感器的常用材料；第4章分析傳感器系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)；第5章列出改善傳感器性能的技術(shù)措施；第6章介紹傳感器設(shè)計(jì)的一般原則、方法、步驟；第7章介紹常用傳感器的設(shè)計(jì)；第8章為傳感器原理與應(yīng)用課程設(shè)計(jì)提供的參考題目。

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