《敏感元件》

1概论1

1.1敏感元件的概念及基本特征1

敏感元件的概念1

敏感元件的特征及要求2

1.2敏感元件的分类及命名3

敏感元件的分类及本课程讨论范围3

敏感元件的命名4

1.3敏感元件的材料及通用工艺6

敏感元件与材料的关系6

材料的分类6

半导体陶瓷在敏感元件中的应用7

敏感元件的通用工艺8

1.4敏感元件的应用概况及发展动向10

敏感元件的应用概况10

敏感元件的发展动向10

习题11

2热敏元件12

2.1热敏电阻器的材料12

热敏电阻器概述12

热敏电阻器的分类12

热敏电阻器的发展概况15

2.2热敏电阻器的基本特性与主要参数16

电阻-温度特性16

热性能20

伏-安特性22

功率特性27

动态特性29

老化特性29

2.3负温度系数热敏电阻器30

NTC热敏半导瓷材料30

NTC热敏电阻器的敏感机理33

NTC热敏电阻器的制造工艺34

NTC热敏电阻器典型产品的结构和性能45

2.4正温度系数热敏电阻器46

PTC热敏电阻器材料46

BaTiO3热敏半导瓷的导电机理51

PTC热敏电阻器制造工艺53

PTC热敏电阻器典型产品的结构和性能55

2.5其它热敏元件56

半导体单晶热敏电阻器56

薄膜热敏电阻器58

厚膜热敏电阻器59

两种传统的热敏元件61

硅集成化温度传感器75

2.6热敏元件的应用78

温度测量78

温度补偿79

温度控制80

稳压81

彩色电视机消磁81

PTC热敏电阻器作为加热器的应用82

习题84

3压敏元件86

3.1概述86

3.2压敏电阻器的基本特性与参数88

伏安特性及其参数88

标称压敏电压91

耐浪涌能力91

漏电流与电阻特性92

功率特性93

温度特性94

固有电容94

3.3氧化锌压敏电阻器95

ZnO的晶体结构及其导电性95

ZnO压敏半导瓷的微观结构与导电机理96

ZnO压敏电阻器生产工艺简介105

3.4其它压敏电阻器111

硅压敏电阻器111

碳化硅压敏电阻器112

TiO2压敏电阻器113

SrTiO3复合功能陶瓷压敏电阻器114

3.5压敏电阻器的应用116

过压保护116

稳压124

习题126

4气敏元件127

4.1概述127

4.2气敏元件的结构与特性129

气敏元件的结构129

气敏元件的基本特性与参数131

4.3氧化锡气敏电阻器134

氧化锡气敏材料的基本特性134

氧化锡气敏材料的显微结构与气敏特性135

氧化锡气敏材料的吸附特性139

催化剂的作用与影响140

氧化锡气敏电阻器的制作及结构特点143

4.4氧化铁系气敏元件147

烧结体型γ-Fe2O3气敏元件147

厚膜型γ-Fe2O3气敏元件149

4.5其它气敏元件150

氧化锌气敏电阻器150

氧化锆气敏元件152

4.6气敏元件的应用153

习题156

5湿敏元件157

5.1概述157

湿度及其表示法157

湿度测量概论158

湿度的标定及标准湿度发生器160

湿敏元件的分类163

湿敏元件的特点及其性能要求163

5.2湿敏电阻器的基本特性及主要参数164

电阻-湿度特性164

时间常数165

湿滞效应166

感湿温度系数166

老化效应166

量程167

5.3湿敏半导瓷的典型特性与湿敏机理167

湿敏半导瓷的三大类型及其典型特性167

湿敏半导瓷的湿敏机理168

5.4典型陶瓷湿敏元件171

烧结体型湿敏电阻器171

厚膜型湿敏电阻器174

瓷粉膜型湿敏电阻器175

5.5其它湿敏元件178

氯化锂湿敏电阻器178

碳湿敏电阻器180

高分子膜湿敏元件182

5.6湿敏元件的应用183

习题184

6光敏元件186

6.1光敏元件的物理基础187

光电效应187

光谱特性190

6.2光敏电阻器191

光敏电阻器的分类191

光敏电阻器的基本结构与工作原理192

光敏材料的光电导194

光敏电阻器的主要参数和特性199

可见光敏电阻器205

红外光敏电阻器210

6.3光电池213

Cu2S-CdS陶瓷光电池的结构与工作原理213

光电池的主要特性与参数215

Cu2S-CdS陶瓷太阳能电池的制造工艺219

6.4其它光敏器件221

光敏二极管与光敏三极管221

热释电型红外光敏元件224

6.5光敏元件的应用226

光敏元件的应用类型226

光敏元件应用举例227

红外光敏元件应用举例230

习题234

7力敏元件235

7.1力电转换的物理效应235

金属导线的应变效应235

半导体材料的压阻效应237

压电材料的压电效应239

7.2金属应变计式力敏元件242

结构242

主要材料244

主要参数245

主要生产过程248

7.3半导体应变计力敏元件248

结构249

材料250

主要参数250

性能特点251

生产工艺252

典型产品的性能参数255

7.4其它力敏元件256

7.5力敏元件的应用260

习题264

8磁敏元件265

8.1霍尔元件265

霍尔效应265

霍尔元件的结构、分类及基本工作电路268

霍尔元件的主要参数270

霍尔元件的材料271

霍尔元件的制造工艺272

实用霍尔元件的典型特性274

8.2磁敏电阻器274

磁阻效应274

形状效应276

磁敏电阻器的基本特性和主要参数277

磁敏电阻器的材料、结构及制造工艺280

8.3其它磁敏元件284

磁敏二极管284

磁敏三极管286

强磁性金属磁敏元件287

8.4磁敏元件的应用291

无接点开关291

绝缘耦合291

霍尔式钳型电流表291

习题293

参考文献294