Les capteurs de pression à semi-conducteurs peuvent être divisés en deux catégories, l'une étant basée sur le principe selon lequel les caractéristiques I-υ de la jonction PN du semi-conducteur (ou jonction Schottky) changent sous l'effet d'une contrainte.Les performances de cet élément sensible à la pression sont très instables et n’ont pas été beaucoup développées.L'autre est le capteur basé sur l'effet piézorésistif à semi-conducteur, qui constitue la principale variété de capteur de pression à semi-conducteur.Au début, les jauges de contrainte à semi-conducteurs étaient principalement fixées à des éléments élastiques pour fabriquer divers instruments de mesure des contraintes et des déformations.Dans les années 1960, avec le développement de la technologie des circuits intégrés à semi-conducteurs, un capteur de pression à semi-conducteur avec une résistance de diffusion comme élément piézorésistif est apparu.Ce type de capteur de pression a une structure simple et fiable, aucune pièce mobile relative, et l'élément sensible à la pression et l'élément élastique du capteur sont intégrés, ce qui évite le décalage et le fluage mécaniques et améliore les performances du capteur.

Effet piézorésistif du semi-conducteur Le semi-conducteur a une caractéristique liée à la force externe, c'est-à-dire que la résistivité (représentée par le symbole ρ) change avec la contrainte qu'il supporte, ce qu'on appelle effet piézorésistif.Le changement relatif de résistivité sous l'action d'une contrainte unitaire est appelé coefficient piézorésistif, exprimé par le symbole π.Exprimé mathématiquement par ρ/ρ = π σ.

Où σ représente la contrainte.Le changement de valeur de résistance (R/R) provoqué par la résistance du semi-conducteur sous contrainte est principalement déterminé par le changement de résistivité, de sorte que l'expression de l'effet piézorésistif peut également être écrite sous la forme R/R=πσ.

Sous l'action d'une force externe, certaines contraintes (σ) et déformations (ε) sont générées dans les cristaux semi-conducteurs, et la relation entre elles est déterminée par le module d'Young (Y) du matériau, c'est-à-dire Y = σ/ε.

Si l'effet piézorésistif s'exprime par la déformation sur le semi-conducteur, il vaut R/R = Gε.

G est appelé facteur de sensibilité du capteur de pression, qui représente le changement relatif de la valeur de résistance sous contrainte unitaire.

Le coefficient piézorésistif ou facteur de sensibilité est le paramètre physique de base de l'effet piézorésistif des semi-conducteurs.La relation entre eux, tout comme la relation entre contrainte et déformation, est déterminée par le module d'Young du matériau, c'est-à-dire g = π y.

En raison de l'anisotropie des cristaux semi-conducteurs en élasticité, le module d'Young et le coefficient piézorésistif changent avec l'orientation des cristaux.L'ampleur de l'effet piézorésistif du semi-conducteur est également étroitement liée à la résistivité du semi-conducteur.Plus la résistivité est faible, plus le facteur de sensibilité est petit.L'effet piézorésistif de la résistance à la diffusion est déterminé par l'orientation des cristaux et la concentration en impuretés de la résistance à la diffusion.La concentration d'impuretés fait principalement référence à la concentration d'impuretés de surface de la couche de diffusion.