压阻效应指的是什么?

压阻效应指的是什么?,第1张

压阻效应是指当半导体受到应力作用时,由于应力引起能带的变化,能谷的能量移动,使其电阻率发生变化的现象。

它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门。

它有以下优点:

1、灵敏度与精度高。

2、易于小型化和集成化。

3、结构简单、工作可靠,在几十万次疲劳试验后,性能保持不变。

4、动态特性好,其响应频率为103~105Hz。

压阻效应(piezoresistive effect),物理现场,是指当半导体受到应力作用时,由于应力引起能带的变化,能谷的能量移动,使其电阻率发生变化的现象。

它是C.S史密斯在1954年对硅和锗的电阻率与应力变化特性测试中发现的。半导体压阻传感器已经广泛地应用于航空、化工、航海、动力和医疗等部门

单晶硅时要被选择作为在模拟-数字电路,设计所用的材料中的一种1954由CS史密斯硅和锗的多次发现大的压阻效应。从那时起,它已被广泛用作压力传感器和应变传感器。

半导体中的压阻效应

半导体的压阻效应可能比几何效应大几个数量级,并且在诸如锗,多晶硅,非晶硅,碳化硅和单晶硅等材料中发现。这使得可以制造具有非常高灵敏度的半导体应变仪。

在精确测量中,半导体应变仪通常比金属应变仪对环境条件(尤其是温度)更敏感,并且难以 *** 作。

以上内容参考:压阻效应 - 百度百科

从原理上讲,应变式压力传感器,是外界的压力(或拉力)引起应变材料的几何形状(长度或宽度)发生改变,进而导致材料的电阻发生变化。检测这个电阻变化量可以测得外力的大小。

压阻式压力传感器通常是半导体压敏材料。半导体压阻式传感器在受到外力后,自身的几何形状几乎没有什么改变,而是其晶格参数发生改变,影响到禁带宽度。禁带宽度哪怕是非常微小的改变,都会引起载流子密度很大的改变,这最终引起材料的电阻率发生改变。

可见两种材料虽然都对外力变化呈现出电阻的变化,但原理不同。另外,应变式材料对外力的敏感度远远低于半导体压阻材料,后者的灵敏度是前者的约100倍;应变材料特性受温度影响较小,而半导体压阻材料对温度敏感。

相关如下:

当金属电阻丝受到轴向拉力时,其长度增加而横截面变小,引起电阻增加。反之,当它受到轴向压力时则导致电阻减小。电阻应变计与d性敏感元件、补偿电阻一起可构成多种用途的电阻应变式传感器。

两种应变式力传感器均为一端固定,一端为自由的d性敏感装置,当有力作用其上时,敏感装置受力发生蠕变。测量前平衡电桥的四组应变片已做调零处理。受力蠕变时平衡条件被破坏,使输出电压或电流产生跃变,其跃变值直接反映受力大小。

将传感器固定于被测体上,当被测体发生水平加速度α时,因惯性质量块将产生与加速度方向相反的力F,该力使支撑梁弯曲,梁的表面发生蠕变,致使组成平衡电桥的应变片阻值发生变化。结果同力传感器一样,使输出电压或电流产生跃变,其跃变值直接反映加速度的大小。


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