Was ist ein piezoresistiver Sensor?

Ein piezoresistiver Sensor ist ein Gerät, das Änderungen im Widerstand bestimmter Halbleitermaterialien verwendet, wenn sie einer mechanischen Spannung ausgesetzt sind, um eine elektronische Wirkung zu bewirken.Dieses piezoresistive Phänomen basiert auf dieser Materialneigung, sich veränderten, wenn sie durch Druck oder Stress exponiert werden.Dies führt zu einer entsprechenden Änderung eines elektrischen Stroms, der durch das Gerät verläuft, was sich in eine Messung oder Anzeige übersetzt.Halbleitermaterialien, die üblicherweise in piezoresistiven Geräten verwendet werden, sind im Allgemeinen die gleichen grundlegenden Metall- und Silikonfamilien, die in den meisten elektronischen Komponenten verwendet werden.Diese Komponenten sind mit einer Vielzahl von Empfindlichkeitsmerkmalen erhältlich, um den Anforderungen der verschiedenen Industrien zu entsprechen.

Wenn bestimmte Halbleitermaterialien mechanischer Belastungen, ihren Widerstand oder der grundlegenden Fähigkeit zur Ausweitung des elektrischen Stromflusses, Änderungen ausgesetzt sind.Diese Änderung des materiellem Widerstandscharakters verändert offensichtlich ihren spezifischen Widerstandswert.Dies führt zu einem Anstieg oder Rückgang in einem Strom, der durch das Gerät geleitet wird, das dann zur Zeugnis oder Messung der betroffenen Spannung verwendet wird.Der piezoresistive Effekt wird genutzt, um eine Reihe von ablenkungsempfindlichen Halbleitergeräten zu erzeugen, die zur Aufzeichnung und Messung von Stressinduzierungskräften wie Beschleunigung und Druck verwendet werden.

Diese Art von Sensor besteht typischerweise aus Halbleitersubstraten wie Germanium, polykristallinem Silikon, amorphem Silikon und einem Kristallsilikon.Ein typischer Sensor besteht aus einer druckempfindlichen Halbleitermembran mit mehreren N+ - und P+ -Kontakten, die daran gebunden sind.Der elektrische Strom wird je nach Widerstand mit einer Geschwindigkeit durch den Wafer geleitet.Diese aktuelle Übertragung und die resultierende Auslesung unterscheiden sich je nach den Widerstandsänderungen in der Komponente, wenn das Zwerchfell Druck ausgesetzt ist.Diese Sensoren reichen in Komplexität von einfachen Piezoresistoren mit begrenzter Reichweite und Temperaturstabilität bis hin zu hochstabilen und genauen Piezo-FETs.

Der piezoresistive Sensor wird in einer Vielzahl von Anwendungen mit mechanischer Spannungsmessung verwendet.Die Automobilindustrie setzt sie als Vakuum- und Drucksensoren ein oder gibt einen Hinweis auf den Öl- und Gasspiegel.Sie werden auch im medizinischen Bereich in Geräten wie Blutdruckmessgeräten verwendet.Tiefenmessgeräte, die von Tiefseetern verwendet werden, verwenden auch piezoresistive Sensor -Technologie, um genaue Tiefenmessungen zu erstellen.Diese Geräte werden auch in Flugzeugtimetern und barometrischen Druckinstrumenten verwendet.

Druckabhängige Sensoren dieser Art werden häufig auch in elektronischen Messinstrumenten verwendet, die Schaltungen und Komponenten wie die Weizensteinbrücke und die bipolaren Transistoren verwenden.Beschleunigungsmesser zur Messung der Positionsorientierung, Beschleunigung und Schwingungskräfte verwenden auch die piezoresistive Sensortechnologie, um ihre Anzeigen zu produzieren.Diese Technologie hat auch ihren Weg in die häusliche Umgebung gefunden, wobei viele Geschirrspüler, Staubsauger und Hersteller von Waschmaschinen in ihren Produkten verwendet werden.