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图9-14给出被测气体接触N型半导体时，敏感元件阻值变化的情况。测量时，敏感元件要预先加热达到初始稳定状态，在大气中由于吸附氧气量固定不变，其电阻值保持一定。在移入被测气体后，元件表面吸附被测气体，而发生相应的电阻值变化，可输出与气体浓度相对应的电信号。测试完毕后，元件再至于普通的大气环境中，其阻值将会复原。气敏传感器一般由气敏元件、加热器和封装体等部分组成。加热器的作用是将附着在敏感元件表面上的尘埃、油雾等烧掉，加速气体的吸附，提高其灵敏度和响应速度。加热器温度一般控制在200~400左右。第63页，共104页，星期日，2025年，2月5日第64页，共104页，星期日，2025年，2月5日气敏元件从结构形式来分有烧结性、薄膜型和厚膜型三类。图9-15给出几类半导体气敏元件的典型结构。图9-15（a）为烧结型气敏元件，这类器件以SnO2半导体材料为基体，将铂电极和加热丝埋入SnO2材料中，加压、加温烧结成形。图9-15（b）为薄膜型器件。采用蒸发或溅射工艺，在石英基片上形成氧化物半导体薄膜，其厚度1μm在以下。实验证明SnO2半导体薄膜的气敏特性为物理性附着，器件间的性能差异较大。

图9-15（c）为厚膜器件。这种器件是将SnO2或ZnO等材料与3%~5%（重量）的硅凝胶混合制成厚膜胶，将其与装有铂电极的氧化物基片组合烧结制成。这种器件离散性小，机械强度高，适合大批量生产，是一种有前途的器件。第65页，共104页，星期日，2025年，2月5日第66页，共104页，星期日，2025年，2月5日在气敏材料中添加铂（Pt）或钯（Pd）等作为催化剂，可以提高气敏元件的灵敏度以及对气体的选择性。添加剂的成分和含量，元件制作时的烧结温度，以及测量时的工作温度都将影响元件的选择性。图9-16所示为气敏元件对各种气体的灵敏度气敏元件添加不同催特性。图9-17给出化剂后，对各种气体的灵敏度特性。第67页，共104页，星期日，2025年，2月5日第68页，共104页，星期日，2025年，2月5日第69页，共104页，星期日，2025年，2月5日非电阻型半导体气敏传感器非电阻型气敏传感器是利用MOS二极管的电容-电压特性变化和MOS场效应管(MOSFET)的阀值电压的变化等性质制成。采用特定的材料可以使器件对某气体敏感。如图9-18所示的MOS场效应管，其栅极材料采用对氢有很强吸附性的金属钯（Pd），就构成了对氢敏感的Pd-MOS场效应管。第70页，共104页，星期日，2025年，2月5日第71页，共104页，星期日，2025年，2月5日MOSFET的漏极电流ID由栅压控制，若将栅极与漏极短路，在源极与漏极之间加电压VDS，则ID可由下式表示：（9-8）式中β为常数，只与MOSFET的结构有关VT为阈值电压。第72页，共104页，星期日，2025年，2月5日当氢吸附在Pd栅极上时，将引起阈值电压的变化，阈值电压变化与氢气分压的关系为：（9-9）式中为吸附氢饱和时变化的最大值；K是氢离解吸附的平衡常数。这样，通过阈值电压的变化就可检测氢气的浓度，图9-19所示为MOS场效应管在低浓度氢的灵敏度曲线。第73页，共104页，星期日，2025年，2月5日气室有两个，红外光先射入一个参比气室，它是作为滤波气室，室内封闭着与被测气体有重叠吸收峰的干扰成分；工作气室即测量气室则有被测气体连续地流过。由光源发出的红外辐射光在切光盘转动时被调制，形成了交替变化的双光路，使两种波长的红外光线轮流地通过参比气室和测量气室，半导体锑化铟光监测器接受红外辐射并转换出与两种红外光强度相对应的参比信号与测量信号。第31页，共104页，星期日，2025年，2月5日当测量气室中不存在被测组分时，光检测器接收到的是未被吸收的红外光，测量信号与参比信号相等，二者之差为零。当测量气室中存在测量组分时，测量光束的能量被吸收，光检测器接收到的测量信号将小于参比信号，二者的差值与被测组分的浓度成正比。这种仪表采用时间双光路系统具有更高的选择性和稳定性，还具有结构简单、体积小、耐振、可靠性高和对样气的预处理要求低等优点，如果加入温度补偿，可以进一步提高仪表精度。第32页，共104页，星期日，2025年，2月5日氧化锆分析器属于