半导体单晶硅固态压阻压力传感器原理

当半导体单晶硅材料受到外力作用，产生肉眼无法察觉的极小应变时，原子结构内的电子能级状态发生变化，导致电阻率剧烈变化，材料产生的电阻发生很大变化，称为压阻效应。人类在20世纪50年代才开始发现和研究这种效应的应用价值。
利用压阻效应原理，利用三维集成电路工艺技术和一些特殊工艺，在单晶硅片上的特定晶体方向，制作由应变电阻组成的惠斯登检测桥，利用硅的弹性力学特性，在同一硅片上进行特殊的机械加工，这种力学量传感器集应力敏感性和力电转换检测于一体，称为固态压阻传感器。
固态压阻压力传感器诞生于20世纪60年代末，显然，与传统的膜合电位计、力平衡、变电感、变电容、金属应变片和半导体应变片传感器相比，它在压力测量领域仍然是最新一代传感器。由于各自的特点和局限性，虽然不能完全取代上述机械量传感器，但自20世纪80年代中期以来，在美国、日本和欧洲传感器市场，它一直是压力传感器中的牛耳品种，几乎与加速度传感器的国际市场平分。目前，在具有大规模集成电路技术和计算机软件技术干预的智能传感器技术中，它仍然是最引人注目的，因为它可以制成单片式多功能复合敏感元件，形成智能传感器的基础。