半导体应变片以压阻效应为主,半导体是掺杂的单晶硅、锗、锑化铟等。几种常用半导体材料的特性见表9。5-5。尤其是以单晶硅zui为常见,力作用在单晶硅上,由于压阻效应,单晶硅电阻发生变化,单晶硅电阻的变化量与其所在的晶面位置有关,为提高传感器的灵敏度,应在压阻系数的晶面上制作压敏电阻。常用的晶面有[111],[110],[100] 。
表9。5-5
名称 | 电阻率ρ/Ω.cm | 弹性模时E/×1011Pa | 灵敏度 | 晶面 | |
硅 | P型 | 7.8 | 1.87 | 175 | [111] |
N型 | 11.7 | 1.23 | -132 | [100] | |
锗 | P型 | 15.0 | 1.55 | 102 | [111] |
N型 | 16.6 | 1.55 | -157 | [111] | |
N型 | 1.5 | 1.55 | -147 | [111] | |
锑化铟 | P型 | 0.54 | | -45 | [100] |
P型 | 0.01 | 0.745 | 30 | [111] | |
N型 | 0.013 | | 74.5 | [100] |
压阻式压力传感器的结构,其核心为一块有四个扩散电阻的单晶硅膜片,用一个圆形环固定,将两个气室隔开,两个气室分别与被测压力相通,膜上布四个扩散电阻,组成一个测量电桥。