什麽(me) 是氣敏電阻？

　　在現代社會(hui) 的生產(chan) 和生活中，人們(men) 往往會(hui) 接觸到各種各樣的氣體(ti) ，需要對它們(men) 進行檢測和控製。比如化工生產(chan) 中氣體(ti) 成分的檢測與(yu) 控製；環境汙染情況的監測；煤氣泄漏；火災報警；燃燒情況的檢測與(yu) 控製等等。今天，我們(men) 就來了解下這些進行檢測和控製都是來自什麽(me) 電阻器的吧。

　　氣敏電阻的簡介

　　氣敏電阻器（gassensiTIveresistor）——型號MQ ，氣敏電阻器是一種對特殊氣體(ti) 敏感的元件，它可以將被測氣體(ti) 的濃度和成分信號轉變為(wei) 相應的電信號，廣泛應用於(yu) 各種可燃氣體(ti) 、有害氣體(ti) 及煙霧等方麵的檢測及自動控製。它是可以把某種氣體(ti) 的成分，濃度等參數轉 換成電阻變化量，再轉換成電流，電壓信號的電阻，實際上可以說是氣敏傳(chuan) 感器。利用某些半導體(ti) 吸收某種氣體(ti) 後發生氧化還原反應製成，主要成分是金屬氧化物。

　　氣敏電阻的原理

　　氣敏電阻是一種半導體(ti) 敏感器件，它是利用氣體(ti) 的吸附而使半導體(ti) 本身的電導率發生變化這一機理來進行檢測的。金屬氧化物在常溫下是絕緣體(ti) ， 製成半導體(ti) 後卻顯示氣敏特性， 其機理是比較複雜的。 但是，這種氣敏元件接觸氣體(ti) 時，由於(yu) 表麵吸附氣體(ti) ，致使它的電阻率發生明顯的變化卻 是肯定的。這種對氣體(ti) 的吸附可分為(wei) 物理吸附和化學吸附。在常溫下主要是物理吸附，是 氣體(ti) 與(yu) 氣敏材料表麵上分子的吸附，它們(men) 之間沒有電子交換，不形成化學鍵。若氣敏電阻 溫度升高，化學吸附增加，在某一溫度時達到最大值。化學吸附是氣體(ti) 與(yu) 氣敏材料表麵建 立離子吸附，它們(men) 之間有電子的交換，存在化學鍵力。若氣敏電阻的溫度再升高，由於(yu) 解 吸作用，兩(liang) 種吸附同時減小。例如，用氧化錫（SnO2）製成的氣敏電阻，在常溫下吸附某 種氣體(ti) 後，其電阻率變化不大，表明此時是物理吸附。若保持這種氣體(ti) 濃度不變，該元件 的電導率隨元件本身溫度的升高而增加，尤其在 100~300℃範圍內(nei) 電導率變化很大，表明 此溫度範圍內(nei) 化學吸附作用大。

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　　氣敏元件工作時需要本身的溫度比環境溫度高很多。為(wei) 此，氣敏元件在結構上要有加熱器，通常用電阻絲(si) 加熱。

　　氣敏電阻的材料

　　氣敏電阻是金屬氧化物，製作上通過化學計量比的偏離的雜質缺陷製成的。金 屬氧化物半導體(ti) 分為(wei) N 型半導體(ti) （如 SnO2 ， Fe2O3 等）和 P 型半導體(ti) （如 CO O ， PbO ） 等。為(wei) 了提高某種氣敏電阻對某些氣體(ti) 成分的選擇性和靈敏度，合成這些材料時，還摻入 催化劑，如鈀 Pd，鉑 Pt 等。

　　氣敏電阻的分類

　　氣敏電阻根據加熱的方式可分為(wei) 直熱式和旁熱式兩(liang) 種。

　　直熱式加熱絲(si) 和測量電極一同燒結在金屬氧化物半導體(ti) 管芯內(nei) ； 直熱式它消耗功率大， 穩定性較差， 故應用逐漸減少。

　　旁熱式以陶瓷管為(wei) 基底，管內(nei) 穿加熱絲(si) ，管外側(ce) 有兩(liang) 個(ge) 測量極，測量極之間為(wei) 金屬氧化物氣敏材料，經高溫燒結而成。 旁熱式性能穩定， 消耗功率小， 其結構上往往加有封壓雙層的不鏽鋼絲(si) 網防爆， 因此安全可靠， 其應用麵較廣。

　　以SnO2氣敏元件為(wei) 例，它是由0.1--10um的晶體(ti) 集合而成，這種晶體(ti) 是作為(wei) N型半導體(ti) 而工作的。在正常情況下，是處於(yu) 氧離子缺位的狀態。當遇到離解能較小且易於(yu) 失去電子的可燃性氣體(ti) 分子時，電子從(cong) 氣體(ti) 分子向半導體(ti) 遷移，半導體(ti) 的載流子濃度 增加，因此電導率增加。而對於(yu) P型半導體(ti) 來說，它的晶格是陽離子缺位狀態，當遇到可燃性氣體(ti) 時其電導率則減小。

　　SnO2在室溫下雖能吸附氣體(ti) ，但其電導率變化不大。但當溫度增加後，電導率就發生較大的變化，因此氣敏元件在使用時需要加溫。 此外，在氣敏元件的材料中加入微量的鉛、鉑、金、銀等元素以及一些金屬鹽類催化劑可以獲得低溫時的靈敏度，也可增強對氣體(ti) 種類的選擇性。