Cảm biến áp suất bán dẫn có thể được chia thành hai loại, một loại dựa trên nguyên tắc các đặc tính I-υ của tiếp giáp PN bán dẫn (hoặc tiếp giáp schottky) thay đổi khi bị ứng suất. Hiệu suất của phần tử nhạy cảm với áp suất này rất không ổn định và chưa được phát triển nhiều. Loại còn lại là cảm biến dựa trên hiệu ứng áp điện bán dẫn, đây là loại cảm biến áp suất bán dẫn chính. Trong những ngày đầu, máy đo biến dạng bán dẫn chủ yếu được gắn vào các phần tử đàn hồi để chế tạo các dụng cụ đo ứng suất và biến dạng khác nhau. Vào những năm 1960, với sự phát triển của công nghệ mạch tích hợp bán dẫn, cảm biến áp suất bán dẫn với điện trở khuếch tán là phần tử áp điện xuất hiện. Loại cảm biến áp suất này có cấu trúc đơn giản và đáng tin cậy, không có bộ phận chuyển động tương đối, đồng thời tích hợp bộ phận nhạy cảm với áp suất và bộ phận đàn hồi của cảm biến, giúp tránh độ trễ và độ rão cơ học và cải thiện hiệu suất của cảm biến.

Hiệu ứng áp điện của chất bán dẫn Chất bán dẫn có một đặc tính liên quan đến ngoại lực, đó là điện trở suất (ký hiệu ρ) thay đổi theo ứng suất mà nó chịu, gọi là hiệu ứng áp điện. Sự thay đổi tương đối của điện trở suất dưới tác dụng của ứng suất đơn vị được gọi là hệ số áp điện trở, được biểu thị bằng ký hiệu π. Được biểu diễn dưới dạng toán học là ρ/ρ = π σ.

Trong đó σ đại diện cho ứng suất. Sự thay đổi giá trị điện trở (R/R) do điện trở bán dẫn chịu ứng suất chủ yếu được xác định bởi sự thay đổi điện trở suất, do đó biểu thức của hiệu ứng áp điện cũng có thể được viết là R/R=πσ.

Dưới tác dụng của ngoại lực, ứng suất (σ) và biến dạng (ε) nhất định được tạo ra trong tinh thể bán dẫn và mối quan hệ giữa chúng được xác định bởi mô đun Young (Y) của vật liệu, nghĩa là Y = σ/ε.

Nếu hiệu ứng áp điện được biểu thị bằng biến dạng trên chất bán dẫn thì đó là R/R=Gε.

G được gọi là hệ số độ nhạy của cảm biến áp suất, biểu thị sự thay đổi tương đối của giá trị điện trở dưới biến dạng đơn vị.

Hệ số áp điện trở hoặc hệ số độ nhạy là thông số vật lý cơ bản của hiệu ứng áp điện bán dẫn. Mối quan hệ giữa chúng, giống như mối quan hệ giữa ứng suất và biến dạng, được xác định bởi mô đun Young của vật liệu, nghĩa là g = π y.

Do tính dị hướng của tinh thể bán dẫn về độ đàn hồi, mô đun Young và hệ số áp điện thay đổi theo hướng tinh thể. Độ lớn của hiệu ứng áp điện bán dẫn cũng liên quan chặt chẽ đến điện trở suất của chất bán dẫn. Điện trở suất càng thấp thì hệ số độ nhạy càng nhỏ. Hiệu ứng áp điện của điện trở khuếch tán được xác định bởi hướng tinh thể và nồng độ tạp chất của điện trở khuếch tán. Nồng độ tạp chất chủ yếu đề cập đến nồng độ tạp chất bề mặt của lớp khuếch tán.