半导体式气体传感器是利用半导体同气体接触时电阻或共函数发生变化这一特性检测气体，分为电阻式与非电阻式两种。电阻式半导体气体传感器是根据半导体接触到气体时其阻值的改变来检测气体的浓度；非电阻式半导体气体传感器则是根据气体的吸附和反应时使其某些特性发生变化对气体进行直接或者间接的检测。

半导体传感器分类

    电阻式采用SnO2,ZnO等金属氧化物材料制备，有多孔烧结件、厚膜、薄膜等形式。按照半导体与气体相互作用时产生的变化只限于半导体表面或深入到半导体内部，可分为表面控制型和体控制型。表面控制型：半导体表面吸附的气体与半导体间发生电子接触，结果使半导体的电导率等物理性质发生变化，但内部化学组成不变。包括SnO2系传感器、ZnO系传感器、其他金属氧化物（WO3、V2O5、CdO、CrO3等）材料的传感器和采用有机半导体材料的传感器。体控制型：半导体与气体的反应使半导体内部组成发生变化，从而电导率变化。按照半导体变化的物理特性，又可分为电阻型和非电阻型。体控制型电阻式传感器包括FeO3系传感器、ABO3型传感器和燃烧控制用传感器。这类传感器可检测甲烷、丙烷、氢、一氧化碳等还原性气体，氧、二氧化氮等氧化性气体，具有强吸附力的胺类和水蒸汽等。

    电阻式半导体气体传感器有n型和p型之分。N型气体传感器对还原性气体有响应；而p型气体传感器对氧化性气体有响应SnO2、ZnO、TiO2等金属氧化物半导体敏感材料属于n型半导体，其表面在空气中吸附氧分子，并从半导体表面获得电子而形成氧的负离子吸附，使半导体中的电子密度减少，从而使表面电阻增加。当还原性（如氢气，甲烷等）作为待测气体与传感器表面接触，原来吸附的氧与还原性气体反应释放出电子，从而使传感器电子密度增加，电阻值下降。解析时，金属氧化物半导体又会自动恢复氧的负离子吸附，使其电阻值恢复到初始状态。这就是电阻式半导体气体传感器检测可燃气体的基本原理。

    非电阻式气体传感器利用气体吸附和反应引起的功函数变化来检测气体。它可分为金属-半导体二极管型传感器（利用金属与半导体界面上吸附气体时，二极管整流特性变化）、MOS二极管型传感器（采用MOS结构，通过C-V特性的漂移检测气体）和MOS FET型传感器（通过MOS FET的阈值电压变化检测气体）。

   半导体气体传感器具有灵敏度高、响应快、使用简单的特点，可用于可燃气体防爆报警器，CO、H2S等有毒气体的监测器。此外这种传感器成本低廉，适宜于民用气体检测的需求。通过稳定性研究，一些传感器可用于气体浓度的定量监测。

   但半导体传感器稳定性较差，受环境影响较大；尤其是每一种传感器的选择性都不是唯一的，输出参数也不能确定。另外半导体传感器还需要在高温下工作，加热温度一般为200℃-400℃，因此每次使用前都需要预热几个小时。

   半导体气体传感器主要类型有烧结型气敏器件，薄膜型气敏器件，厚膜型气敏器件等。

烧结型是将一定比例的敏感材料和一些参杂剂用水或粘合剂调和，经研磨后使其均匀混合，然后将混合好的膏状物倒入模具，埋入加热丝和测量电极，经传统制陶方法烧结，最后将加热丝和电极焊在管座上，加上特制外壳就构成器件。此器件分两种结构，直热式(国产的QN型和日本的TGS109型)和旁热式（国产的QM型和日本的TGS812,813型）。

   薄膜型气敏器件采用蒸发或溅射的方法，在处理好的石英基片上形成一薄层金属氧化物薄膜，再引出电极。

   厚膜型气敏器件是将金属氧化物与3%-15%重量的硅凝胶混合制成能印刷的厚膜胶，把厚膜胶用丝网印刷制到装有铂电极的氧化铝绝缘基片上，在400-800摄氏度高温下烧结1-2小时制成。

半导体传感器主要参数性能

1、电阻R₀和R_S

固有电阻R₀表示气敏元件在正常空气条件下（或者洁净条件下）的阻值，又称正常电阻。工作电阻R_S代表气敏元件在一定浓度的检测气体中的阻值。

2、灵敏度K

气敏元件的灵敏度通常用气敏元件在一定浓度的检测气体中的电阻与正常空气中的电阻之比表示。

3、响应时间

响应时间表示在工作温度下，气敏元件对被测气体的响应速度。一般从气敏元件与一定浓度的被测气体接触时开始计时，直到气敏元件的阻值达到在此浓度下的稳定电阻的63%时为止，所需要的时间称为气敏元件在此浓度下的被测气体中的响应时间。

4、恢复时间

在工作温度下，被测气体由该元件上解除吸附的速度，一般从气敏元件脱离被测气体时开始计时，直到其阻值恢复到在洁净空气中阻值的63%时所需的时间。

5、加热电阻R_H和加热功率P_H

为气敏元件提供工作温度的加热器电阻称为加热电阻，用R_H表示。气敏元件正常工作所需要的功率称为加热功率，用P_H表示

6、洁净空气中的电压

在洁净空气中，气敏元件负载电阻上的电压定义为洁净空气电压，用U₀

7、标定气体中的电压

在标定气体中，气敏元件的负载电阻上的电压稳定值称为标定气体中的电压，用U_CS表示

8、电压比

电压比表示气敏元件对气体的敏感特性，与气敏元件灵敏度相关。它的物理意义可用公式表示为：K_U=U_C1/U_C2

式中U_C1和U_C2为气敏元件在接触浓度为C1和 C2的标定气体时，负载电阻上电压的稳定值。

9、回路电压

测试SnO2气敏元件的测试回路所加电压称为回路电压，用Uc表示。这个电压对测试和使用气敏器件很有实用价值。根据此电压值，可以选负载电阻，并对气敏元件输出的信号进行调整。对旁热式SnO2气敏元件，一般取Uc=10V.

非电阻型半导体气敏传感器

非电阻型气敏器件也是半导体气敏传感器之一。它是利用MOS二极管的电容-电压特性的变化以及MOS场效应晶体管（MOSFET）的阈值电压的变化等物质特性而制成的气敏元件。