基于MEMS技术的SnO2氢传感器的制作与电路设计

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氢气传感器早已广泛应用于家庭生活、医疗卫生、能源及环境检测等众多领域。而SnO2作为一种应用最为广泛的气敏材料,一直是作为研究氢气传感器的热点,SnO2材料是一种宽禁带半导体材料,它的化学、物理稳定性比较好,并且耐腐蚀性强,对于很多还原性气体的灵敏特性非常好,具有可逆性、响应及恢复时间短、可靠性高和对于低浓度气体的灵敏度高等优点。但是纯SnO2材料对于多种还原性气体敏感,所以选择性较差。本课题是在学习、研究国内外众多SnO2氢气传感器研究成果的基础上完成的。首先创新的采用MEMS技术制作硅杯,并以PN结作为传感器的结构,调制掺杂的纳米SnO2薄膜作为敏感材料,叉指铂电极作为加热源,其中纳米SnO2薄膜采用溶胶凝胶方法制备,以上均可减少纳米SnO2薄膜电阻,增加传感器的灵敏度,并对薄膜进行了表征分析,通过测试系统对传感器的掺杂种类、退火温度、工作温度进行了分析,给出了灵敏度、响应和恢复时间,最后设计传感器外围电路,以恒流源作为电源,采用AD623为传感器信号进行差分放大,ADC0804作为数/模转换器,经单片机处理后,在LCD12864液晶屏上显示。
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