Cấu trúc của cảm biến Piezoresistive

Trong cảm biến này, dải điện trở được tích hợp trên màng silicon đơn tinh thể bằng quy trình tích hợp để tạo ra chip áp điện silicon, và phần ngoại vi của chip này được đóng gói cố định trong vỏ và các dây dẫn điện cực được dẫn ra ngoài. Cảm biến áp suất Piezoresistive, còn được gọi là cảm biến áp suất trạng thái rắn, khác với máy đo biến dạng dính, cần cảm nhận ngoại lực một cách gián tiếp thông qua các phần tử nhạy cảm đàn hồi, nhưng cảm nhận trực tiếp áp suất đo được thông qua màng silicon.

Một bên của màng chắn silicon là khoang áp suất cao giao tiếp với áp suất đo được, còn bên kia là khoang áp suất thấp giao tiếp với khí quyển. Nói chung, màng chắn silicon được thiết kế dưới dạng một vòng tròn với ngoại vi cố định và tỷ lệ đường kính trên độ dày khoảng 20 ~ 60. Bốn dải kháng tạp chất P được khuếch tán cục bộ trên màng chắn silicon tròn và nối thành một cây cầu đầy đủ, hai trong số đó nằm trong vùng ứng suất nén và hai vùng còn lại nằm trong vùng ứng suất kéo, đối xứng với tâm của màng ngăn.

Ngoài ra còn có màng silicon vuông và cảm biến cột silicon. Cảm biến hình trụ silicon cũng được chế tạo từ các dải điện trở bằng cách khuếch tán theo một hướng nhất định của mặt phẳng tinh thể của xi lanh silicon, và hai dải điện trở ứng suất kéo và hai dải điện trở ứng suất nén tạo thành một cây cầu đầy đủ.

Cảm biến áp điện là thiết bị được chế tạo bằng điện trở khuếch tán trên nền vật liệu bán dẫn theo hiệu ứng áp điện của vật liệu bán dẫn. Chất nền của nó có thể được sử dụng trực tiếp làm cảm biến đo và điện trở khuếch tán được kết nối trong chất nền dưới dạng cầu.

Khi nền bị biến dạng bởi ngoại lực, giá trị điện trở sẽ thay đổi và cầu sẽ tạo ra đầu ra không cân bằng tương ứng. Các chất nền (hoặc màng chắn) được sử dụng làm cảm biến áp điện chủ yếu là các tấm silicon và tấm wafer germanium. Cảm biến áp điện silicon làm bằng tấm silicon làm vật liệu nhạy cảm ngày càng thu hút sự chú ý, đặc biệt là cảm biến áp điện trạng thái rắn để đo áp suất và tốc độ được sử dụng rộng rãi nhất.