Struktura piezorezistivnog senzora

U ovom senzoru, traka otpornika integrirana je na dijafragmu od monokristalnog silicija postupkom integracije kako bi se napravio silikonski piezorezistivni čip, a periferija ovog čipa je fiksno upakirana u kućište, a izvodi elektrode su izvedeni van. Piezorezistivni senzor tlaka, poznat i kao senzor tlaka u čvrstom stanju, razlikuje se od ljepljivog mjerača naprezanja, koji treba osjetiti vanjsku silu neizravno kroz elastične osjetljive elemente, ali izravno osjeti izmjereni tlak kroz silikonsku dijafragmu.

Jedna strana silicijske dijafragme je visokotlačna šupljina koja komunicira s izmjerenim tlakom, a druga strana je niskotlačna šupljina koja komunicira s atmosferom. Općenito, silicijska dijafragma je dizajnirana kao krug s fiksnom periferijom, a omjer promjera i debljine je oko 20 ~ 60. Četiri trake otpora na nečistoće P raspršene su lokalno na kružnoj silicijskoj dijafragmi i povezane u puni most, od kojih su dvije su u zoni tlačnog naprezanja, a druga dva su u zoni vlačnog naprezanja, koje su simetrične u odnosu na središte dijafragme.

Osim toga, tu su i četvrtasta silicijska dijafragma i silicijski stupni senzor. Silikonski cilindrični senzor također je izrađen od otpornih traka difuzijom u određenom smjeru kristalne ravnine silicijevog cilindra, a dvije trake otporne na vlačno naprezanje i dvije trake otporne na tlačno naprezanje tvore puni most.

Piezorezistivni senzor je uređaj napravljen difuzijskim otporom na podlozi od poluvodičkog materijala prema piezorezistivnom učinku poluvodičkog materijala. Njegova podloga može se izravno koristiti kao mjerni senzor, a difuzijski otpor je povezan u podlozi u obliku mosta.

Kada se podloga deformira vanjskom silom, vrijednosti otpora će se promijeniti i most će proizvesti odgovarajući neuravnoteženi izlaz. Supstrati (ili dijafragme) koji se koriste kao piezorezistivni senzori su uglavnom silikonske pločice i germanijeve pločice. Silikonski piezorezistivni senzori izrađeni od silicijskih pločica kao osjetljivih materijala privlače sve više pozornosti, a posebno se najviše koriste poluprovodnički piezorezistivni senzori za mjerenje tlaka i brzine.