車輛檢測技術（簡體書）

半導體氣敏傳感器的氣敏材料對氣體的選擇性表明材料主要對哪種氣體敏感。金屬氧化物半導體對各種氣體敏感的靈敏度幾乎相同。因此，要制造出氣體選擇性好的元件很不容易，其選擇性能不好或使用時逐漸變壞，都會給氣體的檢測和控制帶來很大的影響。改善氣敏元件的氣體選取擇性常用的方法：①向氣敏材料摻雜其他金屬氧化物或其他添加物；②控制氣敏元件的燒結溫度；③改善元件工作時的加熱溫度。以上三種方法只有在實驗的基礎上進行不同的組合，才能獲得較為理想的氣敏選擇。
（2）氣體濃度特性
傳感器的氣體濃度特性表示被測氣體濃度與傳感器輸出之間的確定關系。
（3）初始穩定、氣敏響應和復原特性
無論哪種類型（薄膜、厚膜、集成片或陶瓷）的氣敏元件，其內部勻有加熱絲，一方面用來燒灼元件表面油垢或污物，另一方面可起加速被測氣體的吸、脫作用。加熱溫度一般為200～400℃，圖9-1是氣敏傳感器外形及其加熱電路與工作電路基本原理圖。
氣敏傳感器按設計規定的電壓值使加熱絲通電加熱之后，敏感元件的電阻值首先是急劇地下降，一般約2～10 min過渡過程時達到穩定的電阻值輸出狀態，稱這一狀態為“初始穩定狀態”。達到初始穩定狀態的時間及輸出電阻阻值除與元件材料有關外，還與元件所處大氣環境條件有關。達到初始穩定狀態以后的敏感元件才能用于氣體檢測。
當加熱的氣敏元件表現接觸并吸附被測氣體時，首先是被吸附的分子在表面自由擴散（稱為物理吸附）而失去動能。這期間，一部分分子被蒸發掉，剩下的一部分則因熱分解而固定在吸附位置上（稱為化學吸附）。若元件材料的功函數比吸附氣體分子的電壓親和力小時，則被吸附氣體分子就會從元件表面奪取電子而以陰離子形式吸附。具有陰離子吸附性質的氣體稱為氧化性氣體，例如O2、NOx等。若氣敏元件材料的功函數大于被吸附氣體的離子化能量，被吸附氣體將把電子給予元件而以陽離子形式吸附。具有陽離子吸附性質的氣體稱為還原性氣體，如H2、CO、HC和乙醇等。
氧化性氣體吸附于N型半導體或還原性氣體吸附于P型半導體敏感材料，都會使載流子數目減少而表現出元件電阻值增加的特性；相反，還原性氣體吸附于N型、氧化性氣體吸附于P型半導體氣敏材料，都會使載流子數目增加而表現出元件電阻減少的特性，見圖9-2所示。達到初始穩定狀態的氣敏元件，迅速置人被測氣體之后，其電阻值變化的速度稱為氣敏響應速度特性。各種元件響應特性不同，一般情況下，元件通電20 s之后才能出現阻值變化后穩定狀態。