發(fā)布時間:2025-09-29 05:41:52 瀏覽次數:3
所謂壓阻效應,是指當半導體受到應力作用時,由于載流子遷移率的變化,使其電阻率發(fā)生變化的現象。
它是C.S***在1954年對硅和鍺的電阻率與應力變化特性測試中發(fā)現的。壓阻效應的強弱可以用壓阻系數π來表征。壓阻系數π被定義為單位應力作用下電阻率的相對變化。
壓阻效應有各向異性特征,沿不同的方向施加應力和沿不同方向通過電流,其電阻率變化會不相同。譬如:在室溫下測定N型硅時,沿(100)方向加應力,并沿此方向通電流的壓阻系數π11=102.2×10-11m2/N;而沿(100)方向施加應力,再沿(010)方向通電流時,其壓阻系數π12=53.7×10-11m2/N。
此外,不同半導體材料的壓阻系數也不同,如在與上述N型硅相同條件下測出N型鍺的壓阻系數分別為π11=5.2×10-11m2/N;π12=5.5×10-11m2/N。
壓阻效應被用來制成各種壓力、應力、應變、速度、加速度傳感器,把力學量轉換成電信號。例如:壓阻加速度傳感器是在其內腔的硅梁根部集成壓阻橋(其布置與電橋相似),壓阻橋的一端固定在傳感器基座上,另一端掛懸著質量塊。當傳感器裝在被測物體上隨之運動時,傳感器具有與被測件相同的加速度,質量塊按牛頓定律(第二定律)產生力作用于硅梁上,形成應力,使電阻橋受應力作用而引起其電阻值變化。把輸入與輸出導線引出傳感器,可得到相應的電壓輸出值。該電壓輸出值表征了物體的加速度。
半導體壓阻傳感器已經廣泛地應用于航空、化工、航海、動力和醫(yī)療等部門。