Sensor tekanan semikonduktor dapat dibagi menjadi dua kategori, satu didasarkan pada prinsip bahwa karakteristik I-υ dari persimpangan semikonduktor PN persimpangan (atau Schottky Junction) di bawah tekanan. Kinerja elemen sensitif tekanan ini sangat tidak stabil dan belum banyak dikembangkan. Yang lainnya adalah sensor berdasarkan efek semikonduktor piezoresistif, yang merupakan varietas utama sensor tekanan semikonduktor. Pada hari -hari awal, pengukur regangan semikonduktor sebagian besar melekat pada elemen elastis untuk membuat berbagai instrumen pengukuran stres dan regangan. Pada 1960 -an, dengan pengembangan teknologi sirkuit terintegrasi semikonduktor, sensor tekanan semikonduktor dengan resistor difusi ketika elemen piezoresistif muncul. Jenis sensor tekanan ini memiliki struktur yang sederhana dan andal, tidak ada bagian bergerak relatif, dan elemen sensitif tekanan dan elemen elastis sensor terintegrasi, yang menghindari lag mekanis dan creep dan meningkatkan kinerja sensor.

Efek piezoresistif dari semikonduktor semikonduktor memiliki karakteristik yang terkait dengan gaya eksternal, yaitu, resistivitas (diwakili oleh simbol ρ) berubah dengan tegangan yang ditanggungnya, yang disebut efek piezoresistif. Perubahan relatif resistivitas di bawah aksi stres unit disebut koefisien piezoresistif, yang diekspresikan oleh simbol π. Dinyatakan secara matematis sebagai ρ/ρ = π σ.

Di mana σ mewakili stres. Perubahan nilai resistensi (r/r) yang disebabkan oleh resistensi semikonduktor di bawah tekanan terutama ditentukan oleh perubahan resistivitas, sehingga ekspresi efek piezoresistif juga dapat ditulis sebagai R/R = πσ.

Di bawah aksi gaya eksternal, tegangan tertentu (σ) dan strain (ε) dihasilkan dalam kristal semikonduktor, dan hubungan di antara mereka ditentukan oleh modulus Young (y) material, yaitu, y = σ/ε.

Jika efek piezoresistif diekspresikan oleh strain pada semikonduktor, itu adalah R/R = Gε.

G disebut faktor sensitivitas sensor tekanan, yang mewakili perubahan relatif nilai resistansi di bawah strain unit.

Faktor koefisien atau sensitivitas piezoresistif adalah parameter fisik dasar dari efek piezoresistif semikonduktor. Hubungan di antara mereka, seperti hubungan antara stres dan ketegangan, ditentukan oleh modulus material Young, yaitu, G = π y.

Karena anisotropi kristal semikonduktor dalam elastisitas, modulus Young dan perubahan koefisien piezoresistif dengan orientasi kristal. Besarnya efek piezoresistif semikonduktor juga terkait erat dengan resistivitas semikonduktor. Semakin rendah resistivitas, semakin kecil faktor sensitivitas. Efek piezoresistif dari resistensi difusi ditentukan oleh orientasi kristal dan konsentrasi impuritas resistensi difusi. Konsentrasi pengotor terutama mengacu pada konsentrasi pengotor permukaan lapisan difusi.