半导体敏感元件(湿度)

常用传感器种类传感器类型名称简介备注温度传感器超声波传感器数字信号输出传感器DS18B20 ，18B20数字温度传感器，可应于各种狭小空间设备数字测温和控制领域热敏电阻传感器MTS102 温度传感器超声波传感器TCT40-16F/S（收/发）超声波传感器TCT40-16F/S（收发一体）超声波测距模块超声波测距模块热敏电阻温度传感器温度探头-40～+150 ℃最大检测距离5m可以直接装在机器人上,作为寻物、避障探测等应用加速度传感器MMA7660 MMA7660FC 超小低功耗三轴加速度传感器三轴加速度感应，可应于小车、机器人等的倾角控制烟雾传感器MQ-2 可用于检测CO、CH4 等可燃性气体气体烟雾传感器酒精传感器MQ-3 半导体酒精传感器MQ-3湿度传感器湿度敏感元器件，具有感湿范围宽、灵敏度高、湿滞洄差小、响应速度快振动传感器/ 位移传感器CLA-3振动传感器15 : 24GHz 雷达传感器它是一种可以将微波回波信号转换为一种电信号的装换装置，是雷达测速仪，水位计，汽车 ACC 辅助巡航系统，自动门感应器等的核心芯片。

16: 光电式传感器 photoelectric transducer ，基于光电效应的传感器，在受到可见光照射后即产生 光电效应 ，将光信号转换成电信号输 出。

它除能测量光强之外，还能利用光线的透射、遮挡、反射、干涉等测量多种物理量，如尺寸、位移、速度、温度等，因而是一种应用极 广泛的重要敏感器件。

光电测量时不与被测对象直接接触 , 光束的质量又近似为零 , 在测量中不存在摩擦和对被测对象几乎不施加压力。

因此 在许多应用场合，光电式传感器比其他传感器有明显的优越性。

其缺点是在某些应用方面，光学器件和电子器件价格较贵，并且对测量的环 境条件要求较高。

霍尔开关传感器 霍尔开关传感器 /电机测速 / 位置检测 可用于电机测速 / 位置检测等场 无线遥控组件 315M 常用于报警器设防、车库门遥控、摩 托车、汽车的防盗报警等速腾车方向盘转角传感器为光电式传感器17: 空气质量传感器它是semiconductor transducer 利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。

半导体传感器的工作原理
半导体传感器是一种基于半导体材料的电子元件，它可以通过其材料的电学特性来检测和测量环境中的物理量或化学量。

半导体传感器的工作原理可以分为两种类型：电阻式和电容式。

对于电阻式传感器，它的工作原理是基于半导体材料的电阻随着被测量物理量的变化而发生变化。

例如，温度传感器就是一种电阻式传感器，它使用了半导体材料中的温度系数来测量温度。

当温度升高时，半导体材料的电阻也随之增加。

通过测量电阻的变化，可以确定温度的大小。

对于电容式传感器，则是通过测量电容的变化来实现测量的。

这种传感器通常由两个金属板和介质层组成，介质层可以是空气、液体或固体。

当被测量的物理量改变时，介质层的电容也会发生变化，从而导致整个传感器的电容值发生改变。

通过测量电容的变化，可以确定被测量物理量的大小。

总的来说，半导体传感器利用半导体材料的电学特性来测量环境中的物理量或化学量，具有响应速度快、精度高、体积小等优点，被广泛应用于温度、湿度、压力、光强、气体浓度等领域。

电子元器件半导体器件长期贮存第8部分：无源电子器件1 范围本文件规定了无源电子器件长期贮存方法和推荐条件，包括运输、控制以及贮存设施安全。

长期贮存是指产品预计贮存时间超过12个月的贮存。

本文件提供了有效进行无源电子器件长期贮存的理念、良好工作习惯和一般方法。

2 规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。

其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T 4937.20，半导体器件机械和气候试验方法第20部分：塑封表面安装器件耐潮湿和焊接热综合影响（GB/T 4937.20-2018，IEC 60749-20：2008，IDT）GB/T 4937.201 半导体器件机械和气候试验方法第201部分：对潮湿和焊接热综合影响敏感的表面安装器件的操作、包装、标志和运输（GB/T 4937.201-2018，IEC 60749-20-1：2009，IDT）IEC 61760-4，表面安装技术–第4部分：湿敏器件的分类，包装，标记和处理（Surface mounting technology-Part 4:Classification,packaging,labelling and handling of moisture sensitive devices）JEDEC J-STD-075 用于装配的非集成电路电子元器件分级（Classification of non-IC electronic components for assembly process）3 术语和定义下列术语和定义适用于本文件。

3.1无源的 passive<电子器件>限定瞬时功率的时间积分从首次供电之前的瞬间开始，在任何时间间隔内不能为负的电子器件或电路。

示例电阻，电感，电容，保险丝，磁性开关，晶体振荡器，二极管，LED。

常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍传感器由敏感元器件（感知元件）和转换器件两部分组成，有的半导体敏感元器件可以直接输出电信号，本身就构成传感器。

敏感元器件品种繁多，就其感知外界信息的原理来讲，可分为①物理类，基于力、热、光、电、磁和声等物理效应。

②化学类，基于化学反应的原理。

③生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。

通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将传感器分46类）。

下面对常用的热敏、光敏、气敏、力敏和磁敏传感器及其敏感元件介绍如下。

一、温度传感器及热敏元件温度传感器主要由热敏元件组成。

热敏元件品种教多，市场上销售的有双金属片、铜热电阻、铂热电阻、热电偶及半导体热敏电阻等。

以半导体热敏电阻为探测元件的温度传感器应用广泛，这是因为在元件允许工作条件范围内，半导体热敏电阻器具有体积小、灵敏度高、精度高的特点，而且制造工艺简单、价格低廉。

1、半导体热敏电阻的工作原理按温度特性热敏电阻可分为两类，随温度上升电阻增加的为正温度系数热敏电阻，反之为负温度系数热敏电阻。

⑴正温度系数热敏电阻的工作原理此种热敏电阻以钛酸钡（BaTio3）为基本材料，再掺入适量的稀土元素，利用陶瓷工艺高温烧结尔成。

纯钛酸钡是一种绝缘材料，但掺入适量的稀土元素如镧（La）和铌（Nb）等以后，变成了半导体材料，被称半导体化钛酸钡。

它是一种多晶体材料，晶粒之间存在着晶粒界面，对于导电电子而言，晶粒间界面相当于一个位垒。

当温度低时，由于半导体化钛酸钡内电场的作用，导电电子可以很容易越过位垒，所以电阻值较小；当温度升高到居里点温度（即临界温度，此元件的‘温度控制点一般钛酸钡的居里点为120℃）时，内电场受到破坏，不能帮助导电电子越过位垒，所以表现为电阻值的急剧增加。

因为这种元件具有未达居里点前电阻随温度变化非常缓慢，具有恒温、调温和自动控温的功能，只发热，不发红，无明火，不易燃烧，电压交、直流3~440V均可，使用寿命长，非常适用于电动机等电器装置的过热探测。

传感器原理及应用期末考试试题库含答案一：填空题（每空1分）1.依据传感器的工作原理，传感器分敏感元件，转换元件，测量电路三个部分组成。

2.半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。

3.光电式传感器是将光信号转换为电信号的光敏元件，根据光电效应可以分为外光电效应，内光电效应，热释电效应三种。

4.光电流与暗电流之差称为光电流。

5.光电管的工作点应选在光电流与阳极电压无关的饱和区域内。

6.金属丝应变传感器设计过程中为了减少横向效应，可采用直线栅式应变计和箔式应变计结构。

7.反射式光纤位移传感器在位移-输出曲线的前坡区呈线性关系，在后坡区与距离的平方成反比关系。

8.根据热敏电阻的三种类型，其中临界温度系数型最适合开关型温度传感器。

9.画出达林顿光电三极管内部接线方式：＋U CE R L10.灵敏度是描述传感器的输出量对输入量敏感程度的特性参数。

其定义为：传感器输出量的变化值与相应的被测量的变化值之比，用公式表示k （x）=Δy/Δx 。

11.线性度是指传感器的输出量与输入量之间是否保持理想线性特性的一种度量。

按照所依据的基准之线的不同，线性度分为理论线性度、端基线性度、独立线性度、最小二乘法线性度等。

最常用的是最小二乘法线性度。

12.根据敏感元件材料的不同，将应变计分为金属式和半导体式两大类。

13.利用热效应的光电传感器包含光---热、热---电两个阶段的信息变换过程。

14.应变传感器设计过程中，通常需要考虑温度补偿，温度补偿的方法电桥补偿法、计算机补偿法、应变计补偿法、热敏电阻补偿法。

15. 应变式传感器一般是由电阻应变片和测量电路两部分组成。

16. 传感器的静态特性有灵敏度、线性度、灵敏度界限、迟滞差和稳定性。

17. 在光照射下，电子逸出物体表面向外发射的现象称为外光电效应，入射光强改变物质导电率的物理现象称为内光电效应。

18. 光电管是一个装有光电阴极和阳极的真空玻璃管。

19. 光电管的频率响应是指一定频率的调制光照射时光电输出的电流随频率变化的关系，与其物理结构、工作状态、负载以及入射光波长等因素有关。

半导体温度传感器传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。

国家标准GB766587对传感器下的定义是：“能感受规定的被测量件并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”o传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。

它是实现自动检测和自动控制的首要环节。

传感器属于信息技术的前沿尖端产品，尤其是温度传感器被广泛用于工农业生产、科学研究和生活等领域,数量高居各种传感器之首。

半导体传感器是利用某些半导体的电阻随温度变化而变化的特性制成的。

半导体具有很宽的温度反应特性,各种半导体的温度反应区段不同。

传感器的作用人们为了从外界获取信息，必须借助于感觉器官。

而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律以及生产活动中它们的功能就远远不够了。

为适应这种情况，就需要传感器。

因此可以说，传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。

新技术革命的到来，世界开始进入信息时代。

在利用信息的过程中，首先要解决的就是要获取准确可靠的信息，而传感器是获取自然和生产领域中信息的主要途径与手段。

在现代工业生产尤其是自动化生产过程中，要用各种传感器来监视和控制生产过程中的各个参数，使设备工作在正常状态或最佳状态，并使产品达到最好的质量。

因此可以说，没有众多的优良的传感器，现代化生产也就失去了基础。

在基础学科研究中，传感器更具有突出的地位。

现代科学技术的发展，进入了许多新领域：例如在宏观上要观察上千光年的茫茫宇宙，微观上要观察小到cm的粒子世界，纵向上要观察长达数十万年的天体演化，短到s的瞬间反应。

此外，还出现了对深化物质认识、开拓新能源、新材料等具有重要作用的各种极端技术研究，如超高温、超低温、超高压、超高真空、超强磁场、超弱磁场等等。

关于半导体传感器摘要：如今，半导体传感器技术日趋成熟，被广泛应用于各个行业中。

它是利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。

本文首先介绍了传感器的分类，然后着重介绍了比较常用的半导体传感器，如湿敏传感器、气敏传感器、色敏传感器和磁敏传感器等的工作原理以及它们在各个领域的应用，最后还介绍了传感器的发展现状和未来发展趋势。

关键词：半导体传感器湿敏传感器气敏传感器色敏传感器一、概述随着电工电子技术的飞速发展，半导体元器件的用途越来越广泛，逐渐改善这人们的技术生活。

其中半导体传感器就是半导体最重要的应用之一。

半导体传感器具有容易集成化，灵敏度高等优点，一直引起世界各国研究人员的重视和兴趣，并且越来越多的应用于各个行业。

半导体传感器是利用半导体材料的各种物理、化学和生物学特性制成的传感器。

半导体器种类繁多，由于它具有类似于人眼、耳、鼻、舌、皮肤等多种感觉器官的功能，所以起名为传感器。

半导体传感器的优点是灵敏度高、响应速度快、体积小、重量轻、便于集成化、智能化。

半导体传感器主要应用于工业自动化、遥测、工业机器人、家用电器等领域，并且具有良好的发展前景。

二、半导体传感器分类1.根据传感器的作用原理可分为以下三大类：物理敏感类：这种传感器的原理是将物理量转换成电信号，按敏感对象分为光敏、热敏、力敏、磁敏等不同类型，具有类似于人的视觉、听觉和触觉的功能。

这类器件基于电子作用过程，机理简单，而且应用比较普遍，它与微处理机相配合，能构成遥控、光控、声控、工业机器人和全自动化装置。

表一列出常用的物理效应。

表一物理敏感类传感器的物理效应化学敏感类：这种传感器的原理是将化学量转换成电信号。

按敏感对象可分为对气体、湿度、离子等敏感的类型，具有类似于人的嗅觉和味觉的功能。

这类器件主要基于离子作用过程，机理较复杂，研制很困难，但有十分广阔的应用前景。

通常利用氧化还原反应、光化学反应、离子交换反应、催化反应生物敏感类：这种传感器的原理是将生物量转换成电信号。

第一章引言1、传感器的定义是什么？请画出传感器的组成框图并说明各部分的作用。

能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置。

通常由敏感元件和转换元件构成。

传感器一般由敏感元件、转换元件、转换电路三部分组成。

1.敏感元件（Sensitive element）：直接感受被测量，并输出与被测量成确定关系的某一物理量的元件。

2.转换元件（Transduction element）：以敏感元件的输出为输入，把输入转换成电路参数。

3.转换电路（Transduction circuit）：将上述电路参数转换成电量输出。

2、写出传感器的灵敏度的定义及意义。

描述传感器的输出量（电学量）对输入量（非电学量）敏感程度的特性参数注：传感器校准曲线的斜率即为灵敏度第二章应变式传感器本章作业：（作业题仅是列出）1、什么叫应变效应？利用应变效应解释金属电阻应变片的工作原理。

2、金属电阻应变片与半导体应变片的工作原理有何区别？各有何优缺点？3、什么是传感器的静态特性？应变计的主要特性中，哪些和静态特性有关？分析之。

作业：1、有一金属电阻应变计，其灵敏度k=2.5，R=120欧，设工作时其应变为1200 ，则 是多少？若将此应变片与2V 的直流电源组成回路，试求无应变时和有应变时的回路电流。

2、什么是直流电桥？若按桥臂工作方式不同，可分为哪几种？各自的输出电压如何计算？3、试述应变片温度误差的概念，产生原因和补偿方法。

应变式传感器基本上是利用金属的电阻应变效应将被测量转换为电量输出的一种传感器，其核心元件是电阻应变计（也称为电阻应变xy )x (k ∆∆==输入量的变化值输出量的变化值片），其功能是将机械构件上的应变转换为电阻应变。

电阻应变计，也称应变计或应变片，是一种能将机械构件上的应变的变化转化为电阻变化的传感元件。

电阻应变计的工作原理是基于电阻应变效应的。

解释电阻应变效应：另见PPT温度误差产生的原因把应变计安装在自由膨胀的试件上, 即使试件不受任何外力作用, 如果环境温度发生变化, 应变计的电阻也将发生变化。

半导体气体传感器原理
半导体气体传感器是一种常见的气体检测技术，其原理基于半导体材料对气体的敏感性。

半导体气体传感器通常由半导体材料制成，如锡二氧化物（SnO2）、氧化锌（ZnO）等。

这些材料具有半导体性质，能够在一定条件下改变电阻，其导电性能会随着周围气体组分的变化而发生变化。

当半导体气体传感器暴露于待测气体环境中时，被检测的气体分子会与半导体材料表面相互作用。

这些气体分子会吸附在半导体材料表面，导致电荷转移和电子掺杂效果的改变。

这种改变会导致半导体材料的电阻产生变化。

通过测量半导体材料电阻的变化，可以判断待测气体环境中的气体浓度或种类。

一般来说，气体浓度的增加会导致电阻的减小，而不同气体的作用对电阻的影响程度也不同。

因此，半导体气体传感器可以通过测量电阻的变化来间接检测气体的存在和浓度。

一般情况下，传感器上会通过一定的电路进行电阻读数，并将读数转换成与气体浓度相关的信号输出。

需要注意的是，半导体气体传感器的灵敏度和选择性可能会受到环境条件的影响。

例如，温度、湿度等因素都可能对传感器的检测能力产生影响。

因此，在使用半导体气体传感器时，需要根据具体应用场景对传感器进行校准和适配，以确保可靠的气体检测结果。

mbr20100ctp二极管参数1. 概述1.1 MBR20100CTP简介:1.1.1 制造商和型号：MBR20100CTP是一款二极管，由一些知名的电子元器件制造商生产，如ON Semiconductor等。

1.1.2 整流二极管：MBR20100CTP属于整流二极管的范畴，主要用于电源和电路中的整流功能。

1.2 二极管的基本原理:1.2.1 PN结构：二极管具有PN结构，其中P型半导体和N型半导体通过一个特定的结构相连，形成一个二极管。

1.2.2 导通和截止：当施加正向电压时，二极管导通，允许电流流动；而在反向电压下，二极管截止，几乎不允许电流通过。

1.3 MBR20100CTP的应用领域:1.3.1 开关电源：MBR20100CTP常用于开关电源中，用于整流电流并将其转换为直流电源。

1.3.2 逆变器：在逆变器电路中，MBR20100CTP也可以用作整流二极管，将交流电源转换为直流电源。

2. 电气参数2.1 正向电压降(Vf):2.1.1 定义：正向电压降是指在正向电流通过时，二极管两端的电压降。

2.1.2 Typical值：MBR20100CTP的正向电压降Typical值通常为0.85V，这意味着在正常工作条件下，二极管的正向电压降约为0.85V。

2.2 反向击穿电压(Vr):2.2.1 定义：反向击穿电压是指在反向电流通过时，达到的最大电压。

2.2.2 典型值：MBR20100CTP的反向击穿电压Typical值为100V，这是在规定条件下的标准值，用于确保二极管在反向电压下的可靠性。

2.3 额定正向电流(Ir):2.3.1 定义：额定正向电流是指在正向电压下，二极管可持续通过的最大电流。

2.3.2 Typical值：MBR20100CTP的额定正向电流Typical值为20A，表示在规定条件下，二极管能够安全地承受20安的正向电流。

2.4 反向漏电流(Ir):2.4.1 定义：反向漏电流是指在反向电压下，通过二极管的微小电流。

敏感材料所谓敏感材料，是指能将各种物理的或化学的非电参量转换成电参量的功能材料。

这类材料的共同特点是电阻率随温度、电压、湿度以及周围气体环境等的变化而变化。

用敏感材料制成的传感器具有信息感受、交换和传递的功能，可分别用于热敏、气敏、湿敏、压敏、声敏以及色敏等不同领域。

敏感材料是当前最活跃的无机功能材料，各种传感器的开发应用具有重要意义，对遥感技术、自动控制技术、化工检测、防爆、防火、防毒、防止缺氧以及家庭生活现代化等都有直接的关系。

热敏材料的分类与应用所谓热敏材料,是材料的某些性能岁温度的变化而变化的功能材料.目前可以分为两大类:热敏电阻材料和热释电材料.1.热敏电阻材料热敏电阻材料是指材料的电阻值随温度的变化而变化，又可分为三种情况：（1）材料所具有的电阻值随温度的上升而增大的特性*即具有正温度系数，称为PTC热敏电阻。

典型的PTC热敏甜料系列有BaTiO3、以BaTiO3为基的BaTiO3-SrTiO3-PbTiO3固溶体、以氧化钡和氧化溴为基的多元材料等。

其中以BaTiO3材料最具代表性，它是当前研究得最成熟，实用范围员广的PTC热敏材料。

PTC热敏材料的特殊性能在于通过组成变化，即借助能够改变居里温度的添加剂的多少，可使其居里温度大幅度移动，从而也就扩大了它的使用场合。

如纯BTiO3的常温电阻率为1012 Ω·cm，若在其中加入微量的稀土元素，其常温电阻率可下降到I0-2 一104 Ω·cm。

若温度超过材料的居里温度，则电阻率在几十度的温度范围内能增大3—10个数量级，即产生PTC效应。

PTC材料具有以下三种主要特性，利用其不同的持性可以有不同的用途。

①电阻-温度特性当温度达到举例温度T b时，材料电阻岁温度增加而急剧增加，见图6-1利用这一特性可进行温度控制，过热保护，温度传感，温度补偿和恒温检测以及做马达启动器及高温啊热体等②电流-时间特性指当PTC元件两端加上额定共走电压时，流过元件的电流I与时间t的关系。