半导体陶瓷与敏感电子材料

1、半导体陶瓷半导体陶瓷 半导体瓷：半导体瓷：V106cm 半导体瓷：传感器用，作为敏感材料，电半导体瓷：传感器用，作为敏感材料，电 阻型敏感材料为主：阻型敏感材料为主： V或或S对热、光、电压、气氛、湿度敏对热、光、电压、气氛、湿度敏 感，故可作各种热敏、光敏、压敏、气感，故可作各种热敏、光敏、压敏、气 敏、湿敏材料。敏、湿敏材料。 1. BaTiO3半导体瓷半导体瓷 a. PTC热敏电阻瓷热敏电阻瓷 PTC热敏电阻热敏电阻 b. 半导体电容器瓷半导体电容器瓷 晶界层电容器、表面层电晶界层电容器、表面层电 容器容器 2. NTC热敏半导体瓷（由热敏半导体瓷（由Cu、Mn、Co、Ni、Fe 等过渡

2、金属氧化物烧成，二元、三元、多元系）等过渡金属氧化物烧成，二元、三元、多元系） NTC热敏电阻热敏电阻 种类：种类： 概述概述 半导体陶瓷按照利用的物性分类可分为：半导体陶瓷按照利用的物性分类可分为： 1. 利用晶粒本身性质：利用晶粒本身性质：NTC热敏电阻；热敏电阻； 2. 利用晶粒间界及粒界析出相性质：利用晶粒间界及粒界析出相性质：PTC热敏电阻器，热敏电阻器， 半导体电容器（晶界阻挡层型）；半导体电容器（晶界阻挡层型）； 3. 利用表面性质：半导体电容器（表面阻挡层型）；利用表面性质：半导体电容器（表面阻挡层型）； 概述 普通半导体普通半导体T0，即，即 T，v，原因是载流，原因是载流

3、子数目子数目； 绝缘体绝缘体T0，即，即 T， v，原因是杂质电离，原因是杂质电离 基质电离；基质电离； 金属金属 T0 即即T, v 原因是振动加剧，散射原因是振动加剧，散射， B曲线曲线； PTC T0，A曲线曲线 NTC T0，C曲线曲线 CTR T0，D曲线曲线 电阻与温度的关系电阻与温度的关系 热敏电阻热敏电阻 1950年，荷兰年，荷兰Phillip公司的海曼（公司的海曼（Haayman）等人）等人 在在BaTiO3中掺入稀土元素（中掺入稀土元素（Sb、La、Sm、Gd、Ho、 Y 、 N b ） 时 发 现） 时 发 现 B a T i O 3 的 室 温 电 阻 率 降 低 到的

4、 室 温 电 阻 率 降 低 到 101104cm，与此同时，当材料温度超过居里温度时，与此同时，当材料温度超过居里温度时， 在几十度的范围内，电阻率会增大在几十度的范围内，电阻率会增大410个数量级，即个数量级，即 PTC效应。效应。 1. PTC热敏电阻简介热敏电阻简介 PTC热敏电阻热敏电阻 PTCR的实用化从本世纪的实用化从本世纪80年代初开始。年代初开始。 已大量应用于彩电、冰箱、手机等家用电器。已大量应用于彩电、冰箱、手机等家用电器。 PTCR种类多样化，应用基础均取决于电阻温度种类多样化，应用基础均取决于电阻温度 特性、电压电流特性及电流时间特性。特性、电压电流特性及电流时间特性

5、。 PTC热敏电阻热敏电阻 电阻温度特性（阻温特性） IW T I 过热保护、恒温加热过热保护、恒温加热 PTC热敏电阻热敏电阻 Tm in T1 T2 min1 2 T特性是特性是PTC热敏热敏 电阻最基本的特性，电阻最基本的特性， 通过通过T特性可以求特性可以求 得得PTC热敏材料最基热敏材料最基 本的参数。本的参数。 TmaxTmax PTC热敏电阻热敏电阻 I: TTmin，负温区（，负温区（NTC区）区） II. TminTTmax，正温区（，正温区（PTC区）区） III.TTmax，负温区（，负温区（NTC区）区） 对对区：区： 取对数，并利用对数换底公式得：取对数，并利用对数换

6、底公式得： 0 0 TTA eRR 12 12 12 12 lglg 303.2 loglog 303.2 TT RR TT A A dT dR R T 1 （温度系数）（温度系数） PTC热敏电阻热敏电阻 工程上用以下参数表征材料（或器件）性能：工程上用以下参数表征材料（或器件）性能： 室温电阻率室温电阻率25 ： ：25时测得零功率电阻率时测得零功率电阻率 （彩电消磁器、冰箱启动器：（彩电消磁器、冰箱启动器：10102cm， 加热器：加热器： 102104cm） 最大电阻率与最小电阻率之比：最大电阻率与最小电阻率之比： )lg( min max 7)lg( min max （跳跃数量级）（

7、跳跃数量级） 目前目前 PTC热敏电阻热敏电阻 最大电阻率温度系数：作曲线的切线，在斜率最大的切线最大电阻率温度系数：作曲线的切线，在斜率最大的切线 上取两点上取两点T1、T2则则 早期早期max10或或2030。 近年来，近年来，40温度范围内温度范围内max达达30，20温度范温度范 围内围内max达达4050。 12 12 max lglg 303.2 TT PTC热敏电阻热敏电阻 开关温度开关温度Tb：2min所对应的较高温度所对应的较高温度.（TbTc） 希望希望25 系列化， 系列化， 尽可能大，尽可能大，max尽可能高，尽可能高， Tb系列化。系列化。 min max lg PT

8、C热敏电阻热敏电阻 min max min max min max 当当nA/nD，则，则25 ， ，max， ； 当当T烧 烧， ，t保 保， ，max ， 当当Tb时，时，25 ， ，max， 。 PTC热敏电阻热敏电阻 但是各参数之间互相影响，只能综合考虑：变但是各参数之间互相影响，只能综合考虑：变 化规律：以最佳半导化为准化规律：以最佳半导化为准 电压电流特性（伏安特性） 线性区线性区 跃变区跃变区 I I 0Vk：不动作区，：不动作区，V 与与I关系符合欧姆定律关系符合欧姆定律 VkVmax：跃变区，：跃变区， 跃变跃变，I Vmax以上：击穿区，以上：击穿区， ， V ，I，热击，

9、热击 穿穿 过电流保护过电流保护 过载保护过载保护 额定电压额定电压最大工作电压最大工作电压 外加电外加电 压压VmaxVmax 时的残时的残 余电流余电流 外加电外加电 压压VkVk时时 的动作的动作 电流电流 PTC热敏电阻热敏电阻 按居里温度分类：按居里温度分类： 低温低温PTCR：(Ba,Sr)TiO3 (Tc120 ) 彩电消磁，马彩电消磁，马 达启动，过流、过热保护达启动，过流、过热保护 高温高温PTCR：(Ba,Pb)TiO3 (Tc120, 120500) 定温发热体定温发热体 (Ba、Bi、Na)TiO3 优于含铅优于含铅PTCR材料：温度系数大，材料：温度系数大， 电压效应

10、小电压效应小 PTC热敏电阻热敏电阻 NTC材料材料 大分类大分类小分类小分类代表例子代表例子 NTC 单晶单晶金刚石、金刚石、Ge、Si金刚石热敏电阻金刚石热敏电阻 多晶多晶 迁移金属氧化物复合烧迁移金属氧化物复合烧 结体结体 、无缺陷形金属氧、无缺陷形金属氧 化烧结体多结晶单体化烧结体多结晶单体 、 固溶体形多结晶氧化物固溶体形多结晶氧化物 SiC系系 Mn、Co、Ni、Cu、Al氧氧 化物烧结体、化物烧结体、ZrY氧化物烧氧化物烧 结体、还原性结体、还原性TiO3、Ge、 Si Ba、Co、Ni氧化物氧化物 溅射溅射SiC薄膜薄膜 玻璃玻璃 Ge 、Fe、 V等氧化物等氧化物 硫硒碲化合

11、物硫硒碲化合物 玻璃玻璃 V、P、Ba氧化物、氧化物、Fe、Ba、 Cu氧化物、氧化物、Ge、Na、K氧氧 化物、（化物、（As 2Se3） ）0.8、 （Sb2SeI）0.2 有机物有机物 芳香族化合物芳香族化合物 聚酰亚釉聚酰亚釉 表面活性添加剂表面活性添加剂 液体液体 电解质溶液电解质溶液 熔融硫硒碲化合物熔融硫硒碲化合物 水玻璃水玻璃 As、Se、Ge系系 RT、RT0温度为温度为T、T0时热敏电阻器的电阻值；时热敏电阻器的电阻值； BN NTC热敏电阻的材料常数。热敏电阻的材料常数。 由测试结果表明，不管是由氧化物材料，还是由单晶体材料制成由测试结果表明，不管是由氧化物材料，还是由单

12、晶体材料制成 的的NTC热敏电阻器，在不太宽的温度范围（小于热敏电阻器，在不太宽的温度范围（小于450），都能），都能 利用该式，它仅是一个经验公式。利用该式，它仅是一个经验公式。 1 1 负电阻温度系数负电阻温度系数(NTC)(NTC)热敏电阻器的温度特性热敏电阻器的温度特性 0 11 exp 0 TT BRR NTT NTC的电阻的电阻温度关系的一般数学表达式为：温度关系的一般数学表达式为： 0 ln 11 ln 0 TNT R TT BR 如果以如果以lnRT、1/T分别作为纵坐标和横坐标，则上式是一条斜率分别作为纵坐标和横坐标，则上式是一条斜率 为为BN ，通过点，通过点(1/T，ln

13、RT)的一条直线的一条直线,如图。如图。 105 104 103 102 0 -101030507085100120 T/C 电电 阻阻 / NTC热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻-温度曲线温度曲线 材料的不同或配方的比例和方法不同，则材料的不同或配方的比例和方法不同，则BN也不同。用也不同。用lnRT1/T 表示负电阻温度系数热敏电阻表示负电阻温度系数热敏电阻温度特性，在实际应用中比较方温度特性，在实际应用中比较方 便。便。 为了使用方便，常取环境温度为为了使用方便，常取环境温度为25作为参考温度（即作为参考温度（即 T0=25），则），则NTC热敏电阻器的电阻热敏电阻器的电阻温度关系式：温

14、度关系式： 298 11 exp 25 T B R R N T 0 255075100125 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 (25C,1) RT / RT0-T特性曲线特性曲线 RT/R25 T 一、传感器的定义和类型一、传感器的定义和类型 定义定义 传感器传感器(transducer)又称敏感元件，是将各种非电量又称敏感元件，是将各种非电量(包括物包括物 理量、化学量、生物量等理量、化学量、生物量等)按一定规律转换成便于处理和传输按一定规律转换成便于处理和传输 的另的另种物理量种物理量(一般为电量一般为电量)的装置，成为信号处理系统能接的装置，成为信号处理系统能接 受的信号受的

15、信号 类型类型 结构型传感器通过机械结构的几何形状或尺寸的变化，将结构型传感器通过机械结构的几何形状或尺寸的变化，将 外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变外界被测参数转换成相应的电阻、电感、电容等物理量的变 化，从而控制被测信号化，从而控制被测信号 物理型传感器利用某些材料本身物理性质的变化而实现的，物理型传感器利用某些材料本身物理性质的变化而实现的， 它是以导体、电介质、铁电体等为敏感材料的固体材料，已它是以导体、电介质、铁电体等为敏感材料的固体材料，已 成为传感器元件的主要发展动向，各种功能材料是传感器的成为传感器元件的主要发展动向，各种功能材料是传感器的 物质基础物质基础

16、 二二.气气 敏敏 传传 感感 器器 概述概述 气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。气敏传感器是用来检测气体类别、浓度和成分的传感器。 由于气体种类繁多由于气体种类繁多, 性质各不相同，不可能用一种传感器检测所性质各不相同，不可能用一种传感器检测所 有类别的气体，因此，能实现气有类别的气体，因此，能实现气-电转换的传感器种类很多，按电转换的传感器种类很多，按 构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。目前实构成气敏传感器材料可分为半导体和非半导体两大类。目前实 际使用最多的是半导体气敏传感器。际使用最多的是半导体气敏传感器。 二、 半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面

17、接触时，半导体气敏传感器是利用待测气体与半导体表面接触时， 产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。按照半导体与气体产生的电导率等物理性质变化来检测气体的。按照半导体与气体 相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部，相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部， 可分为表面控制型和体控制型，前者半导体表面吸附的气体与半可分为表面控制型和体控制型，前者半导体表面吸附的气体与半 导体间发生电子接受，结果使半导体的电导率等物理性质发生变导体间发生电子接受，结果使半导体的电导率等物理性质发生变 化，但内部化学组成不变；后者半导体与气体的反应，使半导体化，但内部化学组成不变；后者

18、半导体与气体的反应，使半导体 内部组成发生变化，而使电导率变化。按照半导体变化的物理特内部组成发生变化，而使电导率变化。按照半导体变化的物理特 性，又可分为电阻型和非电阻型，电阻型半导体气敏元件是利用性，又可分为电阻型和非电阻型，电阻型半导体气敏元件是利用 敏感材料接触气体时，其阻值变化来检测气体的成分或浓度；敏感材料接触气体时，其阻值变化来检测气体的成分或浓度； 非电阻型半导体气敏元件是利用其它参数。非电阻型半导体气敏元件是利用其它参数。 1.半导体气敏传感器半导体气敏传感器 半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的半导体气敏传感器是利用气体在半导体表面的 氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化

19、而制成的。氧化和还原反应导致敏感元件阻值变化而制成的。 当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导当半导体器件被加热到稳定状态，在气体接触半导 体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面物性体表面而被吸附时，被吸附的分子首先在表面物性 自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉，自由扩散，失去运动能量，一部分分子被蒸发掉， 另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处（化另一部分残留分子产生热分解而固定在吸附处（化 学吸附）。学吸附）。 半导体气敏传感器的机理半导体气敏传感器的机理 当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力当半导体的功函数小于吸附分子的亲和力(气体的吸气体的吸 附和渗透特性附和渗透特性

20、)时，时， 吸附分子将从器件夺得电子而变成负吸附分子将从器件夺得电子而变成负 离子吸附，离子吸附， 半导体表面呈现电荷层。例如氧气等具有负离半导体表面呈现电荷层。例如氧气等具有负离 子吸附倾向的气体被称为氧化型气体或电子接收性气体。子吸附倾向的气体被称为氧化型气体或电子接收性气体。 如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分如果半导体的功函数大于吸附分子的离解能，吸附分 子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。具有正离子子将向器件释放出电子，而形成正离子吸附。具有正离子 吸附倾向的气体有吸附倾向的气体有H2、CO、碳氢化合物和醇类，它们被、碳氢化合物和醇类，它们被 称为还原型气体或电子供给

21、性气体。称为还原型气体或电子供给性气体。 半导体气敏传感器的机理半导体气敏传感器的机理 当氧化型气体吸附当氧化型气体吸附 到到N型半导体上，还原型半导体上，还原 型气体吸附到型气体吸附到P型半导型半导 体上时，将使半导体载体上时，将使半导体载 流子减少，而使电阻值流子减少，而使电阻值 增大。当还原型气体吸增大。当还原型气体吸 附到附到N型半导体上，氧型半导体上，氧 化型气体吸附到化型气体吸附到P型半型半 导体上时，则载流子增导体上时，则载流子增 多，使半导体电阻值下多，使半导体电阻值下 降。降。 半导体气敏传感器的机理半导体气敏传感器的机理 气体接触气体接触N型半导体时所产生的器件阻值变化情况

22、。型半导体时所产生的器件阻值变化情况。 100 5 50 加热开关 大气中 2 min 4 min 吸气时 还原型 氧化型 稳定状 态 器件加热 响应时间约1 min以内 器件电阻 / k 由于空气中的含氧量大体上是恒定的，由于空气中的含氧量大体上是恒定的， 因此氧的吸附量也因此氧的吸附量也 是恒定的，器件阻值也相对固定。若气体浓度发生变化，是恒定的，器件阻值也相对固定。若气体浓度发生变化， 其阻值也将变化。根据这一特性，可以从阻值的变化得知其阻值也将变化。根据这一特性，可以从阻值的变化得知 吸附气体的种类和浓度。半导体气敏时间吸附气体的种类和浓度。半导体气敏时间(响应时间响应时间)一般一般

23、不超过不超过1min。N型材料有型材料有SnO2、ZnO、TiO等，等，P型材料型材料 有有MoO2、CrO3等。等。 问题：问题：O2吸附到吸附到P型半导体上时，而使电阻值增大还是减小。型半导体上时，而使电阻值增大还是减小。 典型的气体传感器结构 33 0.5 (单位: mm) 7 (c) 氧化铝基片 Pt电极 氧化物半导体 器件加热用的加热器(印制 厚膜电阻) 非电阻型气敏器件也是半导体气敏传感器之一。它是利非电阻型气敏器件也是半导体气敏传感器之一。它是利 用用MOS二极管的电容二极管的电容电压特性的变化以及电压特性的变化以及MOS场效应晶场效应晶 体管体管(MOSFET)的阈值电压的变化

24、等物性而制成的气敏元件。的阈值电压的变化等物性而制成的气敏元件。 由于类器件的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能由于类器件的制造工艺成熟，便于器件集成化，因而其性能 稳定且价格便宜。稳定且价格便宜。 利用特定材料还可以使器件对某些气体特利用特定材料还可以使器件对某些气体特 别敏感。别敏感。 2. 非电阻型半导体气敏传感器非电阻型半导体气敏传感器 (1) MOS二极管气敏器件二极管气敏器件 MOS二极管气敏元件制二极管气敏元件制 作过程是在作过程是在P型半导体硅片上，利用热氧化工艺生成一型半导体硅片上，利用热氧化工艺生成一 层厚度为层厚度为50100 nm的二氧化硅的二氧化硅(SiO2)层

25、，然后在其层，然后在其 上面蒸发一层钯上面蒸发一层钯(Pd)的金属薄膜，作为栅电极。的金属薄膜，作为栅电极。 MOS二极管结构和等效电路 (a) 结构； (b) 等效电路； (c) C-U特性 M(Pd) SiO2 PSi Ca Cs C O V a b (a)(b)(c) 半导体气敏传感器由于具有灵敏度高、响应时间和半导体气敏传感器由于具有灵敏度高、响应时间和 恢复时间快、使用寿命长以及成本低等优点，从而得到恢复时间快、使用寿命长以及成本低等优点，从而得到 了广泛的应用。了广泛的应用。 按其用途可分为以下几种类型：气体泄按其用途可分为以下几种类型：气体泄 露报警、自动控制、自动测试等。露报警

26、、自动控制、自动测试等。 3.气敏传感器应用气敏传感器应用 二、色二、色 敏敏 传传 感感 器器 半导体色敏传感器的基本原理半导体色敏传感器的基本原理 半导体色敏传感器相当于两只结构不同的光电二极管的组合，半导体色敏传感器相当于两只结构不同的光电二极管的组合， 故又称光电双结二极管，其结构原理及等效电路如图所示。故又称光电双结二极管，其结构原理及等效电路如图所示。 为为 了说明色敏传感器的工作原理，有必要了解光电二极管的工作机了说明色敏传感器的工作原理，有必要了解光电二极管的工作机 理。理。 半导体色敏传感器结构和等效电路图半导体色敏传感器结构和等效电路图 电极1 电极2 P P N SiO2

27、 电极3 1 2 3 对于用半导体硅制造的光电二极管，在受光照射时，若入对于用半导体硅制造的光电二极管，在受光照射时，若入 射光子的能量射光子的能量h大于硅的禁带宽度大于硅的禁带宽度Eg，则光子就激发价带中的电，则光子就激发价带中的电 子跃迁到导带而产生一对电子子跃迁到导带而产生一对电子-空穴。这些由光子激发而产生的空穴。这些由光子激发而产生的 电子电子-空穴统称为光生载流子。光电二极管的基本部分是一个空穴统称为光生载流子。光电二极管的基本部分是一个 结，产生的光生载流子只要能扩散到势垒区的边界，其中少结，产生的光生载流子只要能扩散到势垒区的边界，其中少 数载流子就受势垒区强电场的吸引而被拉向

28、对面区域，这部分少数载流子就受势垒区强电场的吸引而被拉向对面区域，这部分少 数载流子对电流作出贡献。多数载流子（数载流子对电流作出贡献。多数载流子（P区中的空穴或区中的空穴或N区中区中 的电子）则受势垒区电场的排斥而留在势垒区的边缘。的电子）则受势垒区电场的排斥而留在势垒区的边缘。 1. 光电二极管的工作原理光电二极管的工作原理 当当PN结外电路短路时，这个光电流将全部流过短接回路，结外电路短路时，这个光电流将全部流过短接回路， 即从即从P区和势垒区流入区和势垒区流入N区的光生电子将通过外短接回路全部流区的光生电子将通过外短接回路全部流 到到P区电极处，与区电极处，与P区流出的光生空穴复合。因

29、此，短接时外回区流出的光生空穴复合。因此，短接时外回 路中的电流是路中的电流是IL，其方向由，其方向由P端经外接回路流向端经外接回路流向N端。这时，端。这时，PN 结中的载流子浓度保持平衡值。结中的载流子浓度保持平衡值。 当当PN结开路或接有负载时，势垒区电场收集的光生载流子结开路或接有负载时，势垒区电场收集的光生载流子 便要在势垒区两边积累，从而使便要在势垒区两边积累，从而使P区电位升高，区电位升高，N区电位降低，区电位降低， 造成一个光生电动势。它相当于在造成一个光生电动势。它相当于在PN结上加了正向偏压。只不结上加了正向偏压。只不 过这是由光照形成，而不是电源馈送的，过这是由光照形成，而

30、不是电源馈送的， 这称为光生电压，这称为光生电压， 这这 种现象就是光生伏特效应。种现象就是光生伏特效应。 光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价光在半导体中传播时的衰减是由于价带电子吸收光子而从价 带跃迁到导带的结果，这种吸收光子的过程称为本征吸收。硅带跃迁到导带的结果，这种吸收光子的过程称为本征吸收。硅 的本征吸收系数随入射光波长变化的曲线如图所示。由图可见，的本征吸收系数随入射光波长变化的曲线如图所示。由图可见， 在红外部分吸收系数小，紫外部分吸收系数大。这就表明，在红外部分吸收系数小，紫外部分吸收系数大。这就表明， 波波 长短的光子衰减快，穿透深度较浅，而波长长的光子则能

31、进入长短的光子衰减快，穿透深度较浅，而波长长的光子则能进入 硅的较深区域。硅的较深区域。 吸收系数随波长的变化吸收系数随波长的变化 0.2 0.4 0.6 0.81.2 1.4 1.61.8 102 10 1 101 102 330 K 77 K 106 105 104 103 102 101 1 波长 / m 穿透深度(1 / ) /m 吸收系数 / cm1 103 Si Ge GaAs 对于光电器件而言，还常用量对于光电器件而言，还常用量 子效率来表征光生电子流与入射光子效率来表征光生电子流与入射光 子流的比值大小。其物理意义是指子流的比值大小。其物理意义是指 单位时间内每入射一个光子所引

32、起单位时间内每入射一个光子所引起 的流动电子数。根据理论计算可以的流动电子数。根据理论计算可以 得到，得到， P区在不同结深时量子效率区在不同结深时量子效率 随波长变化的曲线如图所示。图中随波长变化的曲线如图所示。图中 xj即表示结深。浅的即表示结深。浅的PN结有较好的结有较好的 蓝紫光灵敏度，深的蓝紫光灵敏度，深的PN结则有利结则有利 于红外灵敏度的提高，于红外灵敏度的提高， 半导体色半导体色 敏器件正是利用了这一特性。敏器件正是利用了这一特性。 量子效率随波长的变化量子效率随波长的变化 0.40.60.81.0 / m 0 0.2 0.4 0.6 0.8 量子效率 xj2 m xj1 m

33、xj0.5 m 在图中所表示的在图中所表示的P -N-P不是晶体管，而是结深不同的两 不是晶体管，而是结深不同的两 个个PN结二极管，浅结的二极管是结二极管，浅结的二极管是P N结；深结的二极管是 结；深结的二极管是PN 结。结。 当有入射光照射时，当有入射光照射时，P 、 、N、P三个区域及其间的势垒区三个区域及其间的势垒区 中都有光子吸收，但效果不同。如上所述，紫外光部分吸收中都有光子吸收，但效果不同。如上所述，紫外光部分吸收 系数大，系数大， 经过很短距离已基本吸收完毕。在此，浅结的即是经过很短距离已基本吸收完毕。在此，浅结的即是 光电二极管对紫外光的灵敏度高，而红外部分吸收系数较小，光电二极管对紫外光的灵敏度高，而红外部分吸收系数较小， 这类波长的光子则主要在深结区被吸收。因此，深结的那只这类波长的光子则主要在深结区被吸收。因此，深结的那只 光电二极管对红外光的灵敏度较高。光电二极管对红外光的灵敏度较高。 2. 半导体色敏传感器工作原理半导体色敏传感器工作原理 这就是说，在半导体中不同的区域对不同的波长分别具有不同的这就是说，在半导体中不同的区域对不同的波长分别具有不同的 灵敏度。这一特性给我们提供了将这种器件用于颜色识别的可能灵敏度。这一特性给我们提供了将这种器件用于颜色识别的可能 性，也就是可以用来测量入射光的波长。将两只结深不同的