半导体湿度传感器工作原理

半导体湿度传感器：
1. 构造与原理
半导体湿度传感器的构造大都是由强化型MOS FET与具感湿性树脂膜所构成,此类组件又称为CFT(Charge flow transistor)Si半导体湿度传感器。如图1所示上面的感湿膜，是一种高阻抗膜如PAPA (Polyamino Phenylacetylene)，因水蒸气而使阻抗减低的物质。

图1 Charge flow transistor(CFT)的截面构造

以传感器之工作原理，分别由图2(a)-(c)说明，(a)图中 CFT 的闸极(gate)不加电源，漏极(drain)与源极(source)成高阻抗，即开路状态。(b)图中将闸极开关切入，闸极变成正电位，正电荷开始向感湿树脂膜扩散，而对应的Si 半导体中将感应负电荷。(c)图中经过一段时间后正电荷扩散至全部树脂膜，而负电荷亦在Si 半导体中形成，于是漏、源极间阻抗变小，FET 导通。而树脂膜扩散正电荷的能力和湿度有关，湿度高扩散力愈强，相对的感应的负电荷亦提高，于是漏源极的阻抗将降的更低。

图2 CFT的工作原理

2. 特性
CFT在使用时，一般均将其做成两个反相器构成振荡器，以便将相对湿度转换成量化频率，由于CFT 体积很小，所以可以和测湿度不可或缺的温度传感器，做在同一块基板上。