Estrutura do sensor piezoresistivo

Neste sensor, a tira do resistor é integrada no diafragma de silício monocristalino por processo de integração para fazer um chip piezoresistivo de silício, e a periferia desse chip é fixada fixada na concha e os cabos do eletrodo são levados para fora. O sensor de pressão piezoresistivo, também conhecido como sensor de pressão de estado sólido, é diferente do medidor de tensão adesivo, que precisa sentir a força externa indiretamente através de elementos sensíveis elásticos, mas sente diretamente a pressão medida através do diafragma de silício.

Um lado do diafragma de silício é uma cavidade de alta pressão que se comunica com a pressão medida e o outro lado é uma cavidade de baixa pressão que se comunica com a atmosfera. Generally, the silicon diaphragm is designed as a circle with fixed periphery, and the ratio of diameter to thickness is about 20 ~ 60. Four P impurity resistance strips are diffused locally on the circular silicon diaphragm and connected into a full bridge, two of which are in the compressive stress zone and the other two are in the tensile stress zone, which are symmetrical with respect to the center of the diaphragm.

Além disso, também existem diafragma quadrado de silício e sensor de coluna de silício. O sensor cilíndrico de silício também é feito de tiras resistivas por difusão em uma certa direção de um plano de cristal do cilindro de silício e duas tiras resistentes à tensão de tração e duas tiras resistentes ao estresse compressivo formam uma ponte completa.

O sensor piezoresistivo é um dispositivo fabricado pela resistência à difusão no substrato do material semicondutor, de acordo com o efeito piezoresistivo do material semicondutor. Seu substrato pode ser usado diretamente como sensor de medição e a resistência à difusão é conectada no substrato na forma de uma ponte.

Quando o substrato é deformado pela força externa, os valores de resistência mudarão e a ponte produzirá uma saída desequilibrada correspondente. Os substratos (ou diafragmas) usados ​​como sensores piezoresistivos são principalmente bolachas de silício e bolachas de germânio. Os sensores piezoresistivos de silício feitos de bolachas de silício, pois materiais sensíveis atraíram cada vez mais atenção, especialmente os sensores piezoresistivos de estado sólido para medir a pressão e a velocidade são os mais amplamente utilizados.