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。