什么是气体传感器呢？
近几年来，由于大气环境污染逐渐加重，工业生产和家庭安全事故的多发以及人们生产安全和环保意识的进步，对生活和工作场所中的各种有毒有害、易燃易爆气体进行有效监控已经刻不容缓。其监测范围已经涉及到医疗健康、环境保护、航天军事工程、工业生产等多个领域。
气体传感器是一种用来探测一定区域环境中特定气体及其浓度的传感器，它能够将相应气体的种类和浓度等信息根据一定的物理或化学原理转换为电信号，通过对电信号的收集和处理来实现对待测气体的监测、分析和报警。
气体传感器种类繁多，基于化学原理的气体传感器具有体积小、价格低等突出优势，半导体式气体传感器则是基于化学原理的气体传感器的典型代表，也是目前气体传感领域研究的主流。在半导体气体传感器所用的传感材料选择上，纳米材料因其体表面比大、活性位点多、形貌可控等优点，成为了气体传感最有竞争力的候选者。
什么是半导体气体传感器？
半导体气体传感器是利用具有气敏性能的半导体材料制作的器件，可分为电阻型与非电阻型气体传感器，电阻型主要利用半导体材料表面或者体内部的电阻接触目标气体时的变化探测目标气体。非电阻型主要利用表面电位、整流特性或者晶体管特性接触目标气体时的变化探测目标气体。目前来说非电阻型传感器应用范围较小，常见的多为电阻型气敏传感器。
根据半导体载流子的不同，同样可将半导体气敏传感器分为n型和p型两种。对用于气体传感的n型半导体材料来说，当其置于空气环境时，氧气会吸附在材料表面并发生化学反应，将电子从导带中向氧气分子转移，氧气获得电子并随环境温度的升高形成不同形式的氧离子吸附在材料表面，主要吸附形式依次为 O2－、O－和 O2－。同时，n型半导体失去电子后能带向上弯曲，在靠近表面的位置形成电子耗尽层，导致材料内部载流子浓度降低，从而引起材料电阻增大。当材料暴露于目标气体时，目标气体会与表面的吸附氧发生反应，逆转能带弯曲，使电导率产生变化。例如还原性气体与吸附氧反应，将电子重新释放到导带中，从而使材料载流子浓度增加，电阻下降，而氧化性气体则相反，会使材料中载流子浓度进一步减小，电阻上升。
同样，对于p型半导体材料，空气环境中吸附的氧气分子从半导体的价带中获取电子，或者说向价带注入空穴，从而令靠近表面的位置形成空穴积累层，促进载流子传导，使材料的电导率增加。当材料暴露于目标气体时，目标气体与吸附氧反应，电导率产生变化。例如还原性气体会将电子重新释放回价带，使电阻上升，氧化性气体则使电阻下降。图所示为n型半导体和p型半导体形成的电子耗尽层和空穴积累层。
半导体气敏材料和其他半导体材料一样，具有半导体的基本物性，其中最典型的是掺杂特性。在纯净的半导体中，掺入极微量的杂质元素，就会使它的电阻率发生极大的变化。
相较于其他类型的气敏传感器，半导体传感器具有以下几种特点：
（1）由于传感器原理是基于物理变化的，因而没有相对运动部件，可以做到结构简单，微型化；
（2）灵敏度高，动态性能好，输出为电量采用半导体为敏感材料容易实现传感器集成化，智能化；
（3）功耗低，安全可靠。
（4）线性范围窄，在精度要求高的场合应采用线性化补偿电路；
（5）与所有半导体元件一样，输出特性易受温度影响而漂移，所以应采用补偿措施；
（6）性能参数离散性大。
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