82.2半导体应变片及压阻式传感器82.2.1半导体应变片基于半导体晶体材料的电阻率随作用应力而变化的“压阻效应压阻式传感器△RAp=(1+2u)c +Rp泊松比：径向轴向电阻率的电阻变化应变和轴向应变相对变化的相对值应变之比。432009年9月浙江科技学院spruan@126.com
2009年9月 浙江科技学院spruan@126.com 43 §2.2 半导体应变片及压阻式传感器 §2.2.1半导体应变片 基于半导体晶体材料的电阻率随作用应力而 变化的“压阻效应”. 压阻式传感器 = + + (1 2 ) R R 电阻变化 的相对值 泊松比:径向 应变和轴向 应变之比。 轴向 应变 电阻率的 相对变化
对半导体△RApAp=元,E(1 + 2u) +~（Rpp其中：元，半导体单晶的纵向压阻系数与晶向有关E半导体单晶的纵向弹性模量应变灵敏度：△R/ RKB=元,E见表2-4,P64二8！金属材料的应变片K>0,而N型半导体的元,和KB<0
2009年9月 浙江科技学院spruan@126.com 44 E R R = L = + + (1 2 ) 对半导体: 其中: πL半导体单晶的纵向压阻系数; E半导体单晶的纵向弹性模量. 与晶向 有关 应变灵敏度: E R R KB L = = / 见表2-4, P64 ! 金属材料的应变片K>0, 而N型半导体的πL和KB <0
半导体压阳阻式传感器的分类①粘贴式应变片膜片扩散电阻硅杯内部引线带状引线P-Si基片宝N-Si2A引线端金线压力接管Si片(b)(a)图2-34压阻式压力传感器图2-32体型半导体应变片的结构形状②扩散硅型压阻传感器P型杂质在N型Si上扩散特点：灵敏系数大，分辨率高，频率影响高，体积小。主要用于测量压力、加速度和载荷等2009年9月45浙江科技学院spruan@126.com
2009年9月 浙江科技学院spruan@126.com 45 半导体压阻式传感器的分类： ①粘贴式应变片 ②扩散硅型压阻传感器 P型杂质在N型Si上扩散 特点：灵敏系数大，分辨率高，频率影响高， 体积小。主要用于测量压力、加速度和载荷等
*半导体应变片的制作与结构制作材料用单晶硅、锗。P型单晶硅结构如图。在直角坐标系中它有许多晶轴方向，实验发现沿不同晶轴方向压阻系数相差很大（电阻率变化相差很大）。[110]K-123[111]K=177x[100]K-1032009年9月46浙江科技学院spruan@126.com
2009年9月 浙江科技学院spruan@126.com 46 *半导体应变片的制作与结构 制作材料用单晶硅、锗。P型单晶硅结构如图。在直 角坐标系中它有许多晶轴方向，实验发现沿不同晶轴 方向压阻系数相差很大（电阻率变化相差很大）
*温度误差及其补偿压阻式传感器受到温度影响后，要产生零位漂移和灵敏度漂移，因而会产生温度误差。A传感器灵敏度的温T-漂是由于压阻系数随温RPIT度变化而引起的。当温TB度升高时，压阻系数变R小，传感器的灵敏度要R降低，反之灵敏度升高零位温漂一般可用串、C并联电阻的方法进行补Un偿。2009年9月47浙江科技学院spruan@126.com
2009年9月 浙江科技学院spruan@126.com 47 *温度误差及其补偿 压阻式传感器受到温度影响后，要产生零位漂移和灵敏度 漂移，因而会产生温度误差。 传感器灵敏度的温 漂是由于压阻系数随温 度变化而引起的。当温 度升高时，压阻系数变 小，传感器的灵敏度要 降低，反之灵敏度升高。 零位温漂一般可用串、 并联电阻的方法进行补 偿