Struktur Sensor Piezoresistif

Dalam sensor ini, strip resistor diintegrasikan pada diafragma silikon monokristalin melalui proses integrasi untuk membuat chip piezoresistif silikon, dan pinggiran chip ini dikemas secara tetap dalam cangkang, dan kabel elektroda dikeluarkan. Sensor tekanan piezoresistif, juga dikenal sebagai sensor tekanan solid-state, berbeda dengan pengukur regangan perekat, yang perlu merasakan gaya eksternal secara tidak langsung melalui elemen sensitif elastis, tetapi secara langsung merasakan tekanan terukur melalui diafragma silikon.

Satu sisi diafragma silikon adalah rongga bertekanan tinggi yang berkomunikasi dengan tekanan terukur, dan sisi lainnya adalah rongga bertekanan rendah yang berkomunikasi dengan atmosfer. Umumnya, diafragma silikon dirancang sebagai lingkaran dengan pinggiran tetap, dan rasio diameter terhadap ketebalan sekitar 20 ~ 60. Empat strip resistansi pengotor P disebarkan secara lokal pada diafragma silikon melingkar dan dihubungkan ke jembatan penuh, dua di antaranya di antaranya berada di zona tegangan tekan dan dua lainnya berada di zona tegangan tarik, yang simetris terhadap pusat diafragma.

Selain itu, terdapat juga diafragma silikon persegi dan sensor kolom silikon. Sensor silinder silikon juga terbuat dari strip resistif dengan cara difusi ke arah tertentu pada bidang kristal silinder silikon, dan dua strip resistif tegangan tarik dan dua strip resistif tegangan tekan membentuk jembatan penuh.

Sensor piezoresistif adalah perangkat yang dibuat dengan ketahanan difusi pada substrat bahan semikonduktor sesuai dengan efek piezoresistif bahan semikonduktor. Substratnya dapat langsung digunakan sebagai sensor pengukur, dan hambatan difusi dihubungkan pada substrat dalam bentuk jembatan.

Ketika substrat berubah bentuk karena gaya eksternal, nilai resistansi akan berubah dan jembatan akan menghasilkan keluaran yang tidak seimbang. Substrat (atau diafragma) yang digunakan sebagai sensor piezoresistif sebagian besar adalah wafer silikon dan wafer germanium. Sensor piezoresistif silikon yang terbuat dari wafer silikon sebagai bahan sensitif telah menarik lebih banyak perhatian, terutama sensor piezoresistif solid-state untuk mengukur tekanan dan kecepatan adalah yang paling banyak digunakan.