Struktura czujnika piezorezystycznego

W tym czujniku pasek rezystora jest zintegrowany z monokrystaliczną przeponą krzemową przez proces integracji, aby zrobić chip krzemowy piezorezystyczny, a peryferia tego układu jest ustalona w skorupce, a przewody elektrody są wyprowadzone. Czujnik ciśnienia piezorezystycznego, znany również jako czujnik ciśnienia w stanie stałym, różni się od manometru odkształcenia, który musi odczuwać siłę zewnętrzną pośrednio poprzez elastyczne elementy wrażliwe, ale bezpośrednio odczuwa zmierzone ciśnienie przez przeponę krzemu.

Jedna strona przepony krzemu jest jamy pod wysokim ciśnieniem komunikującym się z mierzonym ciśnieniem, a drugą stroną jest wnęka niskociśnieniowa komunikacja z atmosferą. Zasadniczo przepona krzemowa jest zaprojektowana jako okrąg ze stałym obwodem, a stosunek średnicy do grubości wynosi około 20 ~ 60. Cztery paski odporności na zanieczyszczenia P są rozproszone lokalnie na okrągłej przepony silikonowej i połączone z pełnym mostem, z których dwa znajdują się w strefie naprężenia ściskającym.

Ponadto istnieje również kwadratowa przepona krzemowa i czujnik kolumny krzemu. Krzemowy czujnik cylindryczny jest również wykonany z pasków rezystancyjnych przez dyfuzję w pewnym kierunku płaszczyzny kryształowej silikonowego cylindra, a dwa paski odporne na naprężenie rozciągające i dwa paski odporne na naprężenie ściskające tworzą pełny most.

Czujnik piezorezystyczny jest urządzeniem wykonanym przez oporność dyfuzyjną na podłożu materiału półprzewodnikowego zgodnie z piezorezystycznym efektem materiału półprzewodnikowego. Jego substrat może być bezpośrednio stosowany jako czujnik pomiarowy, a odporność dyfuzyjna jest połączona w podłożu w postaci mostu.

Gdy podłoże zostanie zdeformowane przez siłę zewnętrzną, wartości oporności się zmienią, a most wytworzy odpowiadające niezrównoważone wyjście. Substraty (lub przepony) stosowane jako czujniki piezorezystyczne to głównie wafle krzemowe i wafle germanu. Krzemowe czujniki piezorezystyczne wykonane z waflów krzemowych, ponieważ wrażliwe materiały przyciągały coraz większą uwagę, zwłaszcza czujniki piezorezystyczne w stanie stałym do pomiaru ciśnienia i prędkości są najczęściej stosowane.