一种基于肖特基势垒的气体计量计的制作方法

本发明涉及气体探测技术领域，具体涉及一种基于肖特基势垒的气体计量计。

背景技术：

肖特基结是一种简单的金属与半导体的交界面，它与pn结相似，具有非线性阻抗特性。1938年德国的w.h.肖特基提出理论模型，对此特性作了科学的解释，故后来把这种金属与半导体的交界面称为肖特基结或肖特基势垒。半导体的逸出功一般比金属的小，故当金属与半导体（以n型为例）接触时,电子就从半导体流入金属，在半导体表面层内形成一个由带正电不可移动的杂质离子组成的空间电荷区,在此区中存在一个由半导体指向金属的电场，犹如筑起了一座高墙，阻止半导体中的电子继续流入金属。

目前肖特基结是作为电路中的二极管进行使用，可用于制作各种微波二极管，如利用正向电流－电压的非线性制成的变阻管，可用于微波检波和混频；利用正向低导通特性制成箝位管；利用反向偏置势垒特性可制成雪崩二极管、光敏管等；利用反向电容－电压特性制成变容二极管，如砷化镓肖特基变容管用于参量放大器、电调谐等。

然而,肖特基结电荷储存效应小，反向恢复时间很短等特性，还有很多功能有待发掘使用。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明的目的是发掘肖特基结新的功能，将肖特基结应用于气体检测的功能。

为此，本发明提供了一种基于肖特基势垒的气体计量计,包括气体流通的通道,所述通道的外围设置有n极磁铁，s极磁铁，所述n极磁铁与s极磁铁对应设置，所述通道的内部设置有肖特基结，所述肖特基结的外围包裹有绝缘层，并且该肖特基结的两极通过导线电连接；所述通道的进气端为绝缘口。

所述通道的形状为长方体。

所述n极磁铁、s极磁铁分别设置于通道的上下两侧。

所述肖特基结包括金属层，以及与金属层接触的n型半导体；并且金属层、n型半导体分别与导线电连接。

所述肖特基结内部设置有孔洞。

所述孔洞的表面覆盖有绝缘层。

本发明的有益效果：本发明提供的这种基于肖特基势垒的气体计量计，扩展了肖特基结的功能，通过给待测气体携带电子，再由磁场改变电子的流动方向，使得通道内形成与肖特基结内部电场相反或者相同的电场，从而使得肖特基结的肖特基势垒发生变化，通过外接电源检测肖特基势垒的变化，来反应气体的流速，以便计算气体的流量，该基于肖特基势垒的气体计量计不仅结构简单，而且扩展了肖特基结的功能，使用方便，操作简单。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是基于肖特基势垒的气体计量计结构示意图。

图2是基于肖特基势垒的气体计量计的a-a向示意图。

图3是肖特基结带孔洞的结构示意图。

图中：1、通道；2、n极磁铁；3、s极磁铁；4、肖特基结；5、导线；6、绝缘口层；7、绝缘层；8、金属层；9、n型半导体；10、孔洞。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

实施例1

为了发掘肖特基结新的功能，将肖特基结应用于气体流量检测的功能。本发明提供了一种如图1于肖特基势垒的气体计量计,包括气体流通的通道1,所述通道1的外围设置有n极磁铁2，s极磁铁3，所述n极磁铁2与s极磁铁3对应设置，这样，可以在通道1内形成定向的磁场，所述通道1的内部设置有肖特基结4，所述肖特基结4的外围包裹有绝缘层7，并且该肖特基结4的两极通过导线5电连接，具体的讲，所述肖特基结4包括金属层8，以及与金属层8接触的n型半导体9；并且金属层8、n型半导体9分别与导线5电连接，以便能够给肖特基结4通电，方便进行肖特基势垒的检测；所述通道1的进气端为绝缘口6，该绝缘口6可以是包裹了绝缘层的金属喷嘴，绝缘层与接地端连接，以便在气体流经进气端的时候，能够携带电子；为了提高绝缘口6使得气体携带电子的效果，可以在增大绝缘口6与气体的接触面积，具体的方案是在绝缘口设置多个深入通道1的内的圆棒，这样可以使得气体在棒间流动后进行通道1内。

如图1、图2所示，气体进入通道1的时候，携带有电子，当经过n极磁铁2，s极磁铁3所形成的磁场区域时，因为洛伦兹力的作用，电子会发生偏转，并且在通道1的内壁聚集，使得通道1内出现一个电场e1，若该电场e1与肖特基结内的电场e0一致，则会增大其肖特基势垒，此时测得的电压u值为vd+e1*b，若该电场e1与肖特基结内的电场e0相反，则会减小其肖特基势垒，此时测得的电压u值为vd-e1*b；以该电场e1与肖特基结内的电场e0一致为例，由式（1）计算气体流速v，

v=（1）

其中，u为实测肖特基结4两端的电压，vd为肖特基结的固有肖特基门电压，b为磁场强度，b肖特基结的厚度。

上述通道1的形状为长方体；上述n极磁铁2、s极磁铁3分别设置于通道1的上下两侧，这样形成的磁场区域更加的均匀，计算肖特基结4两端的电压u更加的准确。

另外，所述肖特基结4内部设置有孔洞10，如图3所示，所述孔洞10的表面覆盖有绝缘层7，这样可以使得带电子的气体进入肖特基结4内部，使得其对于肖特基结4的肖特基势垒具有更加准确的影响。

上述，通道1可以为透明玻璃导管,可以方便进行气体的观察。

绝缘层7可以是绝缘橡胶制成，绝缘层7主要起到绝缘作用，避免气体所带的电子直接与肖特基结接触。

金属层8由导电性良好的金、银或铜材料制成。n型半导体9为氧化锌制成。金属层8与n型半导体9也可以是由其它材料制成，只要能够形成肖特基结即可。

综上所述，该基于肖特基势垒的气体计量计，扩展了肖特基结的功能，通过给待测气体携带电子，再由磁场b改变电子的流动方向，使得通道1内形成与肖特基结内部电场相反或者相同的电场，从而使得肖特基结4的肖特基势垒发生变化，通过导线5外接电源检测肖特基势垒的变化，来反应气体的流速，以便计算气体的流量，该基于肖特基势垒的气体计量计不仅结构简单，而且扩展了肖特基结的功能，使用方便，操作简单。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种基于肖特基势垒的气体计量计,包括气体流通的通道,通道的外围设置有N极磁铁，S极磁铁，N极磁铁与S极磁铁对应设置，通道的内部设置有肖特基结，肖特基结的外围包裹有绝缘层，并且该肖特基结的两极通过导线电连接；通道的进气端为绝缘口；该基于肖特基势垒的气体计量计，扩展了肖特基结的功能，通过给待测气体携带电子，再由磁场改变电子的流动方向，使得通道内形成与肖特基结内部电场相反或者相同的电场，从而使得肖特基结的肖特基势垒发生变化，通过外接电源检测肖特基势垒的变化，来反应气体的流速，以便计算气体的流量，该基于肖特基势垒的气体计量计不仅结构简单，而且扩展了肖特基结的功能，使用方便，操作简单。

技术研发人员：不公告发明人
受保护的技术使用者：中山科立特光电科技有限公司
技术研发日：2018.10.16
技术公布日：2019.01.18