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1概论1

1.1敏感元件的概念及基本特征1

1.1.1敏感元件的概念1

1.1.2敏感元件的特征及要求2

1.2敏感元件的分类及命名3

1.2.1敏感元件的分类及本课程讨论范围3

1.2.2敏感元件的命名4

1.3敏感元件的材料及通用工艺6

1.3.1敏感元件与材料的关系6

1.3.2材料的分类6

1.3.3半导体陶瓷在敏感元件中的应用7

1.3.4敏感元件的通用工艺8

1.4敏感元件的应用概况及发展动向10

1.4.1敏感元件的应用概况10

1.4.2敏感元件的发展动向10

习题11

2热敏元件12

2.1热敏电阻器的材料12

2.1.1热敏电阻器概述12

2.1.2热敏电阻器的分类12

2.1.3热敏电阻器的发展概况15

2.2热敏电阻器的基本特性与主要参数16

2.2.1电阻-温度特性16

2.2.2热性能20

2.2.3伏-安特性22

2.2.4功率特性27

2.2.5动态特性29

2.2.6老化特性29

2.3负温度系数热敏电阻器30

2.3.1NTC热敏半导瓷材料30

2.3.2NTC热敏电阻器的敏感机理33

2.3.3NTC热敏电阻器的制造工艺34

2.3.4NTC热敏电阻器典型产品的结构和性能45

2.4正温度系数热敏电阻器46

2.4.1PTC热敏电阻器材料46

2.4.2BaTiO3热敏半导瓷的导电机理51

2.4.3PTC热敏电阻器制造工艺53

2.4.4PTC热敏电阻器典型产品的结构和性能55

2.5其它热敏元件56

2.5.1半导体单晶热敏电阻器56

2.5.2薄膜热敏电阻器58

2.5.3厚膜热敏电阻器59

2.5.4两种传统的热敏元件61

2.5.5硅集成化温度传感器75

2.6热敏元件的应用78

2.6.1温度测量78

2.6.2温度补偿79

2.6.3温度控制80

2.6.4稳压81

2.6.5彩色电视机消磁81

2.6.6PTC热敏电阻器作为加热器的应用82

习题84

3压敏元件86

3.1概述86

3.2压敏电阻器的基本特性与参数88

3.2.1伏安特性及其参数88

3.2.2标称压敏电压91

3.2.3耐浪涌能力91

3.2.4漏电流与电阻特性92

3.2.5功率特性93

3.2.6温度特性94

3.2.7固有电容94

3.3氧化锌压敏电阻器95

3.3.1ZnO的晶体结构及其导电性95

3.3.2ZnO压敏半导瓷的微观结构与导电机理96

3.3.3ZnO压敏电阻器生产工艺简介105

3.4其它压敏电阻器111

3.4.1硅压敏电阻器111

3.4.2碳化硅压敏电阻器112

3.4.3TiO2压敏电阻器113

3.4.4SrTiO3复合功能陶瓷压敏电阻器114

3.5压敏电阻器的应用116

3.5.1过压保护116

3.5.2稳压124

习题126

4气敏元件127

4.1概述127

4.2气敏元件的结构与特性129

4.2.1气敏元件的结构129

4.2.2气敏元件的基本特性与参数131

4.3氧化锡气敏电阻器134

4.3.1氧化锡气敏材料的基本特性134

4.3.2氧化锡气敏材料的显微结构与气敏特性135

4.3.3氧化锡气敏材料的吸附特性139

4.3.4催化剂的作用与影响140

4.3.5氧化锡气敏电阻器的制作及结构特点143

4.4氧化铁系气敏元件147

4.4.1烧结体型γ-Fe2O3气敏元件147

4.4.2厚膜型γ-Fe2O3气敏元件149

4.5其它气敏元件150

4.5.1氧化锌气敏电阻器150

4.5.2氧化锆气敏元件152

4.6气敏元件的应用153

习题156

5湿敏元件157

5.1概述157

5.1.1湿度及其表示法157

5.1.2湿度测量概论158

5.1.3湿度的标定及标准湿度发生器160

5.1.4湿敏元件的分类163

5.1.5湿敏元件的特点及其性能要求163

5.2湿敏电阻器的基本特性及主要参数164

5.2.1电阻-湿度特性164

5.2.2时间常数165

5.2.3湿滞效应166

5.2.4感湿温度系数166

5.2.5老化效应166

5.2.6量程167

5.3湿敏半导瓷的典型特性与湿敏机理167

5.3.1湿敏半导瓷的三大类型及其典型特性167

5.3.2湿敏半导瓷的湿敏机理168

5.4典型陶瓷湿敏元件171

5.4.1烧结体型湿敏电阻器171

5.4.2厚膜型湿敏电阻器174

5.4.3瓷粉膜型湿敏电阻器175

5.5其它湿敏元件178

5.5.1氯化锂湿敏电阻器178

5.5.2碳湿敏电阻器180

5.5.3高分子膜湿敏元件182

5.6湿敏元件的应用183

习题184

6光敏元件186

6.1光敏元件的物理基础187

6.1.1光电效应187

6.1.2光谱特性190

6.2光敏电阻器191

6.2.1光敏电阻器的分类191

6.2.2光敏电阻器的基本结构与工作原理192

6.2.3光敏材料的光电导194

6.2.4光敏电阻器的主要参数和特性199

6.2.5可见光敏电阻器205

6.2.6红外光敏电阻器210

6.3光电池213

6.3.1Cu2S-CdS陶瓷光电池的结构与工作原理213

6.3.2光电池的主要特性与参数215

6.3.3Cu2S-CdS陶瓷太阳能电池的制造工艺219

6.4其它光敏器件221

6.4.1光敏二极管与光敏三极管221

6.4.2热释电型红外光敏元件224

6.5光敏元件的应用226

6.5.1光敏元件的应用类型226

6.5.2光敏元件应用举例227

6.5.3红外光敏元件应用举例230

习题234

7力敏元件235

7.1力电转换的物理效应235

7.1.1金属导线的应变效应235

7.1.2半导体材料的压阻效应237

7.1.3压电材料的压电效应239

7.2金属应变计式力敏元件242

7.2.1结构242

7.2.2主要材料244

7.2.3主要参数245

7.2.4主要生产过程248

7.3半导体应变计力敏元件248

7.3.1结构249

7.3.2材料250

7.3.3主要参数250

7.3.4性能特点251

7.3.5生产工艺252

7.3.6典型产品的性能参数255

7.4其它力敏元件256

7.5力敏元件的应用260

习题264

8磁敏元件265

8.1霍尔元件265

8.1.1霍尔效应265

8.1.2霍尔元件的结构、分类及基本工作电路268

8.1.3霍尔元件的主要参数270

8.1.4霍尔元件的材料271

8.1.5霍尔元件的制造工艺272

8.1.6实用霍尔元件的典型特性274

8.2磁敏电阻器274

8.2.1磁阻效应274

8.2.2形状效应276

8.2.3磁敏电阻器的基本特性和主要参数277

8.2.4磁敏电阻器的材料、结构及制造工艺280

8.3其它磁敏元件284

8.3.1磁敏二极管284

8.3.2磁敏三极管286

8.3.3强磁性金属磁敏元件287

8.4磁敏元件的应用291

8.4.1无接点开关291

8.4.2绝缘耦合291

8.4.3霍尔式钳型电流表291

习题293

参考文献294