半导体传感器原理与应用

第1章传感器的基础知识

1．1传感器的基本概念

1．2传感器的一般特性

1．2．1传感器的静态特性

1．2．2传感器的动态特性

1．3传感器的标定

1．3．1传感器的静态标定

1．3．2传感器的动态标定

1．4提高传感器性能的方法

小结

习题

第2章半导体传感器敏感材料及典型工艺

2．1半导体材料

2．1．1硅材料特性

2．1．2主要的硅化合物

2．2电子陶瓷

2．2．1电子陶瓷的特性

2．2．2电子陶瓷的制备工艺

2．2．3电子陶瓷的应用

2．3有机敏感材料

2．4金属敏感材料

2．5常用加工技术

2．5．1光刻工艺

2．5．2腐蚀工艺

2．5．3键合技术

2．5．4微机械加工技术

2．5．5LIGA技术

小结

习题

第3章半导体气敏元件与传感器

3．1金属氧化物的半导体化

3．2表面电阻控制型气敏元件

3．2．1烧结型SnO2气敏元件的结构

3．2．2厚膜型和薄膜型SnO2气敏元件的结构

3．2．3SnO2表面电阻控制型气敏元件的工作原理

3．2．4气敏元件的特性参数

3．2．5SnO2气敏元件的主要特性

3．2．6烧结型SnO2气敏元件的制备工艺

3．3氧化锌(ZnO)表面电阻控制型气敏元件

3．4体电阻控制型气敏元件

3．4．1氧化铁(Fe2O3)系传感器

3．4．2半导体氧敏元件

3．5ZrO2浓差电池型氧传感器

3．6电压控制型气敏传感器

3．6．1肖特基二极管气敏元件

3．6．2气敏开关元件

3．6．3MOS二极管气敏元件

3．7催化金属栅场效应气敏传感器

3．7．1MOSFET的工作原理

3．7．2PdMOSFET氢敏元件

3．7．3集成PdMOSFET氢敏元件

3．7．4H2S气敏Pd栅MOS管

3．8微热板基气体传感器

3．9气敏传感器特性参数的测试条件与装置

3．10气敏传感器的应用

小结

习题

第4章半导体湿敏元件与传感器

4．1湿度表示方法

4．2湿敏元件与传感器分类

4．3特性参数

4．4半导体陶瓷湿敏元件

4．4．1半导体陶瓷材料的感湿机理

4．4．2烧结型半导体陶瓷湿敏元件

4．4．3ZrO2Y2O3系厚膜陶瓷湿敏元件

4．4．4涂覆膜型Fe3O4湿敏元件

4．4．5多孔Al2O3薄膜型湿敏元件

4．5元素半导体湿敏元件

4．6半导体结型和MOS型湿敏元件

4．7电解质系湿敏传感器

4．7．1无机电解质湿敏元件

4．7．2高分子材料湿敏元件

4．8湿敏元件的应用

4．8．1湿敏元件的标定

4．8．2湿敏元件的线性化

小结

习题

第5章半导体热敏元件与温度传感器

5．1热电阻

5．1．1金属热电阻

5．1．2半导体热敏电阻

5．1．3硅温度传感器

5．2半导体热敏二极管

5．2．1热敏二极管工作原理

5．2．2热敏二极管的基本特性

5．3半导体热敏晶体管

5．4集成温度传感器

5．4．1电流型集成温度传感器

5．4．2电压型集成温度传感器

5．4．3集成温控开关

5．4．4数字型集成温度传感器

5．5热电偶传感器

5．5．1热电偶的测温原理

5．5．2热电偶基本定律

5．5．3热电偶的结构

5．5．4热电偶冷端温度补偿

5．5．5热电堆

小结

习题

第6章半导体磁敏元件与传感器

6．1半导体的磁敏效应

6．2霍尔元件

6．2．1霍尔元件的结构

6．2．2基本测试电路

6．2．3电磁特性

6．2．4霍尔元件的制备工艺

6．2．5霍尔元件的特性参数

6．2．6霍尔元件的补偿技术

6．2．7基本电路

6．2．8霍尔元件的应用

6．3磁阻元件

6．3．1几何磁阻效应

6．3．2长方形磁阻元件

6．3．3栅格结构型磁阻元件和科比诺磁阻元件

6．3．4磁阻元件的特性参数

6．3．5磁阻元件的制备工艺

6．3．6磁阻元件的应用举例

6．3．7巨磁阻传感器

6．4磁敏二极管

6．4．1磁敏二极管的结构和工作原理

6．4．2磁敏二极管的特性参数

6．4．3磁敏二极管的温度补偿

6．5磁敏三极管

6．5．1磁敏三极管的结构

6．5．2磁敏三极管的工作原理

6．5．3磁敏三极管的特性参数

6．5．4磁敏三极管的温度补偿技术

6．6磁敏集成电路

6．6．1双极型霍尔开关集成传感器

6．6．2双极型霍尔线性集成传感器

6．7微型磁通门

6．7．1磁通门工作原理

6．7．2磁通门制作工艺

小结

习题

第7章半导体力敏元件与传感器

7．1力学的基本概念

7．2电阻应变片

7．3扩散硅压阻式压力传感器

7．3．1半导体的压阻系数

7．3．2压阻式压力传感器的结构设计

7．3．3压阻式压力传感器的制备工艺

7．3．4硅压阻式传感器的测量电路

7．3．5压阻式压力传感器的温漂补偿技术

7．3．6差压传感器结构

7．3．7压阻式加速度传感器

7．3．8集成压力传感器

7．3．9表面微机械压阻式压力传感器

7．4电容式压力传感器

7．4．1工作原理及类型

7．4．2电容式传感器主要性能

7．4．3硅电容压力传感器

7．4．4电容式传感器典型测量电路

7．5压电式力学量传感器

7．5．1压电效应

7．5．2石英晶体的压电效应

7．5．3压电陶瓷的压电效应

7．5．4压电元件的等效电路和结构形式

7．5．5压电传感器的测量电路

7．5．6压电传感器的结构与应用

7．5．7压电式力学量传感器的主要性能

7．6典型的声波质量传感器

小结

习题

第8章半导体光敏元件与传感器

8．1半导体的光吸收

8．1．1本征吸收

8．1．2直接跃迁和间接跃迁

8．1．3其他光吸收过程

8．2半导体的光电效应

8．2．1外光电效应

8．2．2内光电效应

8．3外光电效应器件

8．3．1光电管

8．3．2光电倍增管

8．4光电导效应器件——光敏电阻器

8．4．1光电导管的工作原理

8．4．2定态光电导及其弛豫过程

8．4．3光敏电阻的结构

8．4．4光敏电阻的种类

8．4．5光敏电阻的特性和参数

8．5光生伏特效应器件

8．5．1光电二极管

8．5．2高速PIN硅光电二极管

8．5．3雪崩型光电二极管

8．5．4硅光电晶体三极管

8．5．5光电池

8．6电荷耦合器件

8．6．1CCD的基本工作原理

8．6．2CCD图像传感器

8．7光电位置敏感器件

8．8光控晶闸管

8．9光电耦合器件

小结

习题

第9章半导体离子敏传感器与生物传感器

9．1离子敏感元件的基本知识

9．2ISFET

9．2．1ISFET的结构

9．2．2ISFET的工作原理

9．2．3ISFET的特性参数

9．2．4ISFET的应用

9．3半导体生物传感器

9．3．1酶FET

9．3．2免疫FET

9．3．3基于MEMS的生物传感器

小结

习题

附录APt100铂电阻分度表

附录BK型热电偶分度号表

参考文献2100433B

本书系统介绍了气敏、湿敏、热敏、磁敏、力敏、光敏和离子敏等半导体敏感元件与传感器的工作原理、制作工艺、特性参数及其应用举例，并介绍了半导体传感器技术的新发展。全书内容丰富，特色鲜明，各章后配有习题。

本书适合用作高等学校电子科学与技术、电子信息科学与技术、微电子学等专业相关课程的教材，也可供从事半导体传感器技术、微电子技术研究的工程人员参考。

《传感器原理与应用课程设计指南》共分8章，第1章介绍传感器课程设计的目的、意义、要求和方法步骤；第2章是传感器设计的理论基础；第3章概述传感器的常用材料；第4章分析传感器系统的抗干扰技术；第5章列出改善传感器性能的技术措施；第6章介绍传感器设计的一般原则、方法、步骤；第7章介绍常用传感器的设计；第8章为传感器原理与应用课程设计提供的参考题目。

《传感器原理与应用课程设计指南》内容丰富，概念准确，深入浅出，便于阅读。