Structure du capteur piézorésistif

Dans ce capteur, la bande de résistance est intégrée sur le diaphragme en silicium monocristallin par un processus d'intégration pour créer une puce piézorésistive en silicium, et la périphérie de cette puce est emballée de manière fixe dans la coque et les fils d'électrode sont sortis. Le capteur de pression piézorésistif, également connu sous le nom de capteur de pression à semi-conducteurs, est différent de la jauge de contrainte adhésive, qui doit ressentir la force externe indirectement à travers des éléments sensibles élastiques, mais ressent directement la pression mesurée à travers un diaphragme en silicium.

Un côté du diaphragme en silicium est une cavité haute pression communiquant avec la pression mesurée, et l'autre côté est une cavité basse pression communiquant avec l'atmosphère. Généralement, le diaphragme en silicium est conçu comme un cercle à périphérie fixe et le rapport diamètre/épaisseur est d'environ 20 ~ 60. Quatre bandes de résistance aux impuretés P sont diffusées localement sur le diaphragme circulaire en silicium et connectées en un pont complet, dont deux sont dans la zone de contrainte de compression et les deux autres sont dans la zone de contrainte de traction, qui sont symétriques par rapport au centre du diaphragme.

De plus, il existe également un diaphragme carré en silicium et un capteur à colonne de silicium. Le capteur cylindrique en silicium est également constitué de bandes résistives par diffusion dans une certaine direction d'un plan cristallin du cylindre de silicium, et deux bandes résistives à la contrainte de traction et deux bandes résistives à la contrainte de compression forment un pont complet.

Le capteur piézorésistif est un dispositif réalisé par résistance de diffusion sur le substrat d'un matériau semi-conducteur en fonction de l'effet piézorésistif du matériau semi-conducteur. Son substrat peut être directement utilisé comme capteur de mesure, et la résistance de diffusion est connectée dans le substrat sous forme de pont.

Lorsque le substrat est déformé par une force externe, les valeurs de résistance changent et le pont produit une sortie asymétrique correspondante. Les substrats (ou diaphragmes) utilisés comme capteurs piézorésistifs sont principalement des plaquettes de silicium et des plaquettes de germanium. Les capteurs piézorésistifs au silicium constitués de tranches de silicium en tant que matériaux sensibles attirent de plus en plus l'attention, en particulier les capteurs piézorésistifs à semi-conducteurs pour mesurer la pression et la vitesse qui sont les plus largement utilisés.