半導體應變片的原理和應用

利用半導體單晶硅的壓阻效應制成的一種敏感元件，又稱半導體應變片。

壓阻效應是半導體晶體材料在某一方向受力產(chǎn)生變形時材料的電阻率發(fā)生變化的現(xiàn)象(見壓阻式傳感器)。半導體應變片需要粘貼在試件上測量試件應變或粘貼在彈性敏感元件上間接地感受被測外力。利用不同構(gòu)形的彈性敏感元件可測量各種物體的應力、應變、壓力、扭矩、加速度等機械量。半導體應變片與電阻應變片(見電阻應變片)相比，具有靈敏系數(shù)高(約高50~100倍)、機械滯后小、體積小、耗電少等優(yōu)點。P型和N型硅的靈敏系數(shù)符號相反，適于接成電橋的相鄰兩臂測量同一應力。

早期的半導體應變片采用機械加工、化學腐蝕等方法制成,稱為體型半導體應變片。它的缺點是電陰和靈敏系數(shù)的溫度系數(shù)大、非線性大和分散性大等。這曾限制了它的應用和發(fā)展。自70年代以來，隨著半導體集成電路工藝的迅速發(fā)展，相繼出現(xiàn)擴散型、外延型和薄膜型半導體應變片，上述缺點得到一定克服。半導體應變片主要應用于飛機、車輛、船舶、機床、橋梁等各種設備的機械量測量,.

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