半導(dǎo)體陶瓷濕度接近開關(guān)傳感器多為金屬氧化物半導(dǎo)體材料,多以離子鍵為主。其表面是由未被其他離子場屏蔽的正、負(fù)離子組成的,對(duì)電子電荷具有不同的吸引力,也即表面正離子具有較大的電子親和力。因而,在其能帶結(jié)構(gòu)上將在略低于導(dǎo)帶底處出現(xiàn)表面受主能極,而表面負(fù)離子則在比價(jià)帶項(xiàng)略高之處出現(xiàn)表面施主能極。氧化物半導(dǎo)體陶瓷材料通常分N型材料和P型材料,一般呈高阻態(tài)。對(duì)于N型材料,由于導(dǎo)帶中的電子被受主俘獲,故在表面形成電子耗盡層。同樣,P型材料的近表面處形成空穴耗盡層,表面電阻也增加。
當(dāng)環(huán)境濕度增 加時(shí),P型濕敏材料吸附水分子后,最初主要表現(xiàn)在表面氧離子與水分子的氫相吸引,這相當(dāng)于原來本征表面態(tài)氧施主能極密度下降,原來所俘獲的部分空穴被釋放,使耗盡層變薄,表面載流子密度增加,表面電阻下。在粒界處,并使其大大超過表面施主態(tài)密度,則在表處會(huì)形成比體內(nèi)更高的空穴積壘層,使空穴熱壘不復(fù)存在,空穴極易通過,接近開關(guān)傳感器下降。同樣,N型陶瓷濕度微接近開關(guān)傳感器也會(huì)得到相同的結(jié)果。 |