Senzorii de presiune semiconductori pot fi împărțiți în două categorii, una se bazează pe principiul de bază că joncțiunea PN semiconductor (sau joncțiunea Schottky) se schimbă în caracteristicile I-υ în condiții de stres. Caracteristicile acestui tip de componente sensibile la presiune sunt foarte instabile și nu au fost dezvoltate foarte mult. Celălalt este senzorul format pe baza efectului piezoresistiv semiconductor, care este principalul tip de senzor de presiune semiconductor. În primele zile, majoritatea manometrelor de rezistență semiconductoare au fost lipite pe elementele elastice pentru a face diverse instrumente de testare a stresului și a tensiunii. În anii 1960, împreună cu dezvoltarea tehnologică a cipurilor de circuite integrate semiconductoare, au apărut senzori de presiune semiconductori cu rezistențe la difuzie pe măsură ce au apărut componente piezoresistive. Acest tip de senzor de presiune are o structură simplă și fiabilă. Nu există componente în mișcare relativă. Elementul sensibil la presiune și elementul elastic al senzorului sunt integrate, ceea ce elimină înapoierea echipamentelor mecanice și relaxarea la stres și îmbunătățește caracteristicile senzorului.
Efectul piezoresistiv al semiconductorilor Semiconductorii au o caracteristică legată de forțele externe, adică rezistivitatea (indicată de marca ρ) se schimbă cu forța solului, care se numește efect piezoresistiv. Schimbarea relativă a rezistivității sub acțiunea stresului la sol unitar se numește coeficientul piezoresistiv și este reprezentată de marca π. Exprimat în formulă matematică ca 墹ρ/ρ=πσ
În formulă, σ reprezintă stresul. Modificarea valorii rezistenței (R/R) pe care un rezistor semiconductor trebuie să o provoace atunci când este supusă stresului este determinată de schimbarea rezistenței, astfel încât ecuația relațională de mai sus pentru efectul piezoresistiv poate fi, de asemenea, scrisă ca R / R = πσ
Sub acțiunea forței externe, anumite stres la sol (σ) și tulpina (ε) sunt cauzate în cristalul semiconductor. Relația internă dintre aceștia este determinată de modulul tânărului (Y) al materiei prime, adică Y=σ/ε
Dacă efectul piezorezsistiv este exprimat în tulpina la care poate rezista semiconductorul, atunci R/R=Gε
G se numește factorul de sensibilitate al senzorului de presiune, care reprezintă variația relativă a rezistenței cauzată de tulpina unității.
Indicele piezoresistive sau factorul de dexteritate este parametrul fizic fundamental al efectului piezoresistive semiconductor. Relația dintre ele este aceeași cu relația dintre stresul de la sol și tulpină, care este determinată de modulul young al materiei prime, adică G = πY
Deoarece cristalele semiconductoare sunt anizotrope în elasticitate, modulul lui Young și coeficientul piezoresistiv se schimbă cu orientarea cristalului. Dimensiunea efectului piezoresistive semiconductor este, de asemenea, strâns legată de rezistența semiconductorului. Cu cât rezistența este mai mică, cu atât valoarea factorului de sensibilitate este mai mică. Efectul piezoresistiv al rezistorului de difuzie este determinat de tendința de cristalizare și concentrația de impurități a rezistorului de difuzie. Concentrația esențială de impurități se referă la concentrația de impurități de suprafață a stratului de difuzie.
