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半導(dǎo)體應(yīng)變片是一種用于測(cè)量物體的力或壓力的電子傳感器。它使用半導(dǎo)體材料的特殊性質(zhì)，來(lái)測(cè)量傳感器所受到的應(yīng)變并通過(guò)電阻變化轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸出。
1.半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理
半導(dǎo)體應(yīng)變片的工作原理基于半導(dǎo)體材料的晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)變時(shí)，其導(dǎo)電特性也發(fā)生改變。通常情況下，半導(dǎo)體應(yīng)變片由一層非常?。ㄍǔＴ跀?shù)微米以下）的被包裹在玻璃或薄膜中的 p 型或 n 型摻雜材料構(gòu)成。當(dāng)材料晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生應(yīng)變時(shí)，會(huì)引起材料內(nèi)部電子的濃度和移動(dòng)性的變化，從而導(dǎo)致其電阻值的變化。這個(gè)變化可以通過(guò)連接的電路系統(tǒng)被讀取出來(lái)，然后轉(zhuǎn)換成力或壓力的信號(hào)輸出。
2.半導(dǎo)體應(yīng)變片常用分類
根據(jù)制造工藝和結(jié)構(gòu)不同，半導(dǎo)體應(yīng)變片可分為擴(kuò)散式、橋式、高溫共沉積、內(nèi)部荷載式等幾種類型。擴(kuò)散式應(yīng)變片采用分離子注入技術(shù)制造，在一塊硅片上通過(guò)擴(kuò)散形成呈網(wǎng)格狀的應(yīng)變片芯片，常用于測(cè)量低力和靜態(tài)壓力。橋式應(yīng)變片則是通過(guò)在半導(dǎo)體晶圓上蒸鍍電極并刻蝕出不同的結(jié)構(gòu)圖案進(jìn)行制造，廣泛應(yīng)用于有限空間中的動(dòng)態(tài)力測(cè)量。高溫共沉積應(yīng)變片則可以抵抗更高的溫度和強(qiáng)烈的腐蝕性環(huán)境。內(nèi)部荷載式應(yīng)變片則是把感應(yīng)電勢(shì)直接轉(zhuǎn)換為電阻信號(hào)，適用于對(duì)面試的材料研究。
3.半導(dǎo)體應(yīng)變片的優(yōu)缺點(diǎn)
半導(dǎo)體應(yīng)變片具有靈敏、穩(wěn)定、精確、易于集成化、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能夠適應(yīng)廣泛的測(cè)量范圍和復(fù)雜的測(cè)量環(huán)境。但其也存在著小量程、抗干擾能力較弱、溫漂大等缺點(diǎn)。在使用時(shí)，還需要特殊的操作技能和環(huán)境保護(hù)措施來(lái)確保其正常工作和精確測(cè)量。
