新型传感器ppt教学ppt培训课件

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1、新型传感器综述第一章§1.1新型传感效应§1.2新型敏感材料§1.3新加工工艺------利用各种物理现象、化学反应、生物效应等，是传感器的基本原理。§1.1新型传感效应（一）光电效应是指物体吸收了光能后，转换为该物体中某些电子的能量而产生的电效应。分为：外光电效应{内光电效应如：阴极管等{光电导效应光伏效应原理：1、光电导效应光敏电阻hγIpV电极电极---半导体在光辐射作用下，会产生电子-空穴对，使材料的电导率发生变化；光线越强，阻值越低，这种光照射后电导率发生变化的现象称～应用：原理：光电导材料：本征型：hγ>=Eg掺杂型:hγ>=ΔE典

2、型器件结构：主要参数：１）暗电阻光敏电阻在不受光时的阻值称为暗电阻,此时流过的电流称为暗电流。２）亮电阻光敏电阻在受光照射时的电阻称为亮电阻,此时流过的电流称为亮电流。３）光电流亮电流与暗电流之差称为光电流。一定光照，R一定，I正比于U。基本特性：1）伏安特性：在一定照度下,流过光敏电阻的电流与光敏电阻两端的电压的关系2)光照特性（I～E）光敏电阻的光照特性为非线性，不宜作检测元件，主要用于自动控制中。一定电压，I随着光照E增强而增大。E↑→R↓→I↑。1）光敏电阻的光电流与入射光通量之间存在着一定的关系，若两端施加电压U，电阻的光电流

3、Ip为：2）若考虑暗电导gd产生的暗电流Id，则流过光敏电阻的电流I为：其中，E为入射光的光照度，gp称为光敏电阻的光电导。Ip=SgUE=gpUI=Ip+Id=gpU+gdUSg称为光电导灵敏度。光敏电阻的相对光敏灵敏度与入射波长的关系称为光谱特性。亦称为光谱响应。①不同材料，其峰值波长不同。②同一种材料，对不同波长的入射光，其相对灵敏度不同，响应电流不同。应根据光源的性质，选择合适的光电元件（匹配）使光电元件得到较高得相对灵敏度。3）光谱特性（Kr%）应用电路：1.光照度计农作物日照时数测定。输出接单片机的I/O口，每2分钟对此口查询1次，

4、为高电平，计数一次，为低电平，不计数。1天查询720次。无光照V0=VL。有光照V0=VH。光敏电阻器一般用于光的测量、光的控制和光电转换（将光的变化转换为电的变化）。节电开关2、PN结光伏效应：PNhγIpIlIDRPN结-------PN结光伏效应这种由光的照射，使pn结产生电动势的现象，叫做光生伏特效应.应用原理光敏二极管的基本特性1）光谱特性在入射度一定时，输出的光电流（或相对灵敏度）随光波波长的变化而变化。一种光敏二极管只对一定波长的入射光敏感，这就是它的光谱特性。2）伏安特性2、PN结光伏效应：国家体育馆顶部太阳能展开太阳能电池帆板

5、的国际空间站新增的车顶太阳能电池板技术，是这次普锐斯的最大技术亮点之一，在动力储备电能的同时，电池帆板将最大程度的将太阳能转化为电能，配合新增的1.8L动力引擎和至少发挥50千瓦的电力马达，综合路段行驶百公里油耗3L以内绝对不在话下。3、科顿旋光效应线偏振光入射并透过旋光性物质时，产生偏转的现象。α旋光性物质又称为光学活性物质。当由左、右旋圆偏振光合成的直线偏振光进入旋光性物质（如芳香族化合物）时，由于旋光性物质能使左旋与右旋圆偏振光的传输速度改变，形成不同折射率，故此左、右旋偏振光透过厚度为d的旋光性物质后形成偏转角α,它可表达为：α=（φ1

6、－φr）/2φ1=2πd/λ1=2πdn1/λ　　φr=2πd/λr=2πdnr/λ式中：φ1、φr—左、右旋偏振光透过旋光性物质时的旋转角度；n1、nr—左、右旋偏振光在旋光性物质中的折射率；λ—入射光的波长。（二）磁效应1、法拉第效应P1光敏器件+-通电的旋光物质P2P1、P2偏振片S光源表明：在磁场作用下，偏振光的光矢量将发生旋转Θ=VdLB应用2、霍尔效应IB--------++++++++FEFLVBUH实质：基于洛伦磁力（三）、力效应（四）、生化效应3、中性盐效应4、电泳效应（五）、多普勒效应1、压电效应2、磁致伸缩效应3、饱和效应

7、（核磁共振效应）1、吸附效应2、半导体表面场效应§1。3新型敏感材料半导体敏感材料光导纤维高分子材料石英晶体-----传感器技术的重要物质基础本节和下一节可作为阅读自学材料部分,内容在后面章节介绍§1。4新加工工艺------新材料的应用引入了新工艺薄膜加工工艺2、化学气相淀积(CVD)1、溅射光学曝光微加工工艺激光微细加工光纤制造技术第一章思考题本章结束1.什么是光电导效应、光伏效应？两者有什么区别？2、什么法拉第效应?利用该效应可测哪　　　些参数？锗晶体中的正常键本征半导体和杂质半导体1本征半导体：纯净的无杂质的半导体导带禁带满带空穴电子电

8、子被激发，晶体中出现空穴2杂质半导体电子型（简称n型）半导体价带导带施主能级施　主　能　级五价原子砷掺入四价硅中，多余的价电子环绕　　离子运动空穴型（