Quin és el principi del sensor de pressió?
Els sensors de pressió de semiconductors es poden dividir en dues categories, una es basa en el principi bàsic que l'encreuament de PN semiconductor (o schottky junction) canvia en les característiques I-υ sota estrès. Les característiques d'aquest tipus de components sensibles a la pressió són molt inestables i no s'han desenvolupat molt. L'altre és el sensor format a partir de l'efecte piezoresistiu del semiconductor, que és el tipus principal de sensor de pressió de semiconductors. En els primers temps, la majoria dels mesuradors de tensió de resistència a semiconductors es van enganxar en els elements elàstics per fer diversos instruments de proves d'estrès i tensió. En la dècada de 1960, juntament amb el desenvolupament tecnològic de xips de circuit integrat semiconductors, van aparèixer sensors de pressió semiconductors amb resistències de difusió a mesura que van aparèixer components piezoresis. Aquest tipus de sensor de pressió té una estructura senzilla i fiable. No hi ha components mòbils relatius. S'integra l'element sensible a la pressió i l'element elàstic del sensor, que elimina el retrocés dels equips mecànics i la relaxació de l'estrès, i millora les característiques del sensor.
L'efecte piezoresistiu dels semiconductors Els semiconductors tenen una característica relacionada amb les forces externes, és a dir, la resistivitat (indicada per la marca ρ) canvia amb la força del sòl, que s'anomena efecte piezoresistiu. El canvi relatiu de resistivitat sota l'acció de l'estrès terrestre unitari s'anomena coeficient piezoresistiu i està representat per la marca π. Expressat en fórmula matemàtica com 墹ρ/ρ=πσ
En la fórmula, σ representa l'estrès. El canvi en el valor de resistència (R/R) que una resistència a semiconductors ha de provocar quan se sotmet a estrès ve determinat pel canvi de resistència, de manera que l'equació relacional anterior per a l'efecte piezoresistiu també es pot escriure com R/R=πσ
Sota l'acció de la força externa, cert estrès terrestre (σ) i tensió (ε) es causen en el cristall semiconductor. La relació interna entre ells ve determinada pel mòdul jove (Y) de la matèria primera, és a dir, Y=σ/ε
Si l'efecte piezoresistiu s'expressa en termes de la soca que pot suportar el semiconductor, llavors R/R=Gε
G s'anomena el factor de sensibilitat del sensor de pressió, que representa el canvi relatiu en la resistència causat per la tensió de la unitat.
L'índex piezoresistiu o factor de destresa és el paràmetre físic fonamental de l'efecte piezoresisor del semiconductor. La relació entre ells és la mateixa que la relació entre estrès terrestre i tensió, que ve determinada pel mòdul jove de la matèria primera, és a dir, G=πY
Com que els cristalls semiconductors són anisòtrops en l'elasticitat, el modul de Young i el coeficient piezoresistiu canvien amb l'orientació cristal·lina. La mida de l'efecte piezoresistiu del semiconductor també està estretament relacionada amb la resistència del semiconductor. Com més baixa sigui la resistència, menor serà el valor del factor sensibilitat. L'efecte piezoresis de la resistència a la difusió ve determinat per la tendència de cristal·lització i concentració d'impuresa de la resistència a la difusió. La concentració clau d'impuresa es refereix a la concentració d'impuresa superficial de la capa de difusió.
