Напівпровідникові датчики тиску можна розділити на дві категорії, одна заснована на основному принципі, згідно з яким напівпровідниковий PN-перехід (або перехід Шотткі) змінює характеристики I-υ під дією напруги. Характеристики цього типу компонентів, чутливих до тиску, дуже нестабільні і не сильно розроблені. Інший - датчик, сформований на основі напівпровідникового п’єзорезистивного ефекту, який є основним типом напівпровідникового датчика тиску. У перші дні більшість напівпровідникових тензорезисторів були наклеєні на пружні елементи для виготовлення різних приладів для перевірки напруги та деформації. У 1960 -х роках поряд з технологічним розвитком напівпровідникових мікросхем з'явилися напівпровідникові датчики тиску з дифузійними резисторами як п'єзорезистивними компонентами. Даний тип датчика тиску має просту і надійну конструкцію. Немає відносних рухомих компонентів. Чутливий до тиску елемент та еластичний елемент датчика інтегровані, що усуває відставання механічного обладнання та послаблення напруги та покращує характеристики датчика.
П'єзорезистивний ефект напівпровідників Напівпровідники мають характеристику, пов'язану із зовнішніми силами, тобто питомий опір (позначений позначкою ρ) змінюється із силою землі, що називається п'єзорезистивним ефектом. Відносна зміна питомого опору під дією одиничного напруження грунту називається п'єзорезистивним коефіцієнтом і представлена позначкою π. Виражається в математичній формулі як 墹 ρ/ρ=πσ
У формулі σ являє собою напругу. Зміна значення опору (R/R), яке напівпровідниковий резистор повинен викликати під дією напруги, визначається зміною опору, тому вищенаведене рівняння відношення для п'єзорезистивного ефекту також можна записати як R/R=πσ
Під дією зовнішньої сили в напівпровідниковому кристалі виникають певні напруження землі (σ) та деформація (ε). Внутрішні відносини між ними визначаються модулем Юнга' s (Y) сировини, тобто Y=σ/ε
Якщо п'єзорезистивний ефект виражений через деформацію, яку напівпровідник може витримати, то R/R=Gε
G називається коефіцієнтом чутливості датчика тиску, який представляє відносну зміну опору, викликану одиничною деформацією.
П'єзорезистивний індекс або коефіцієнт спритності є основним фізичним параметром напівпровідникового п'єзорезистивного ефекту. Співвідношення між ними таке ж, як і співвідношення між напругою ґрунту та деформацією, яке визначається модулем сировини Юнга', тобто G=πY
Оскільки напівпровідникові кристали мають анізотропну пружність, модуль Юнга' s та п’єзорезистивний коефіцієнт змінюються з орієнтацією кристала. Розмір напівпровідникового п'єзорезистивного ефекту також тісно пов'язаний з опором напівпровідника. Чим менший опір, тим менше значення коефіцієнта чутливості. П'єзорезистивний ефект дифузійного резистора визначається тенденцією кристалізації та концентрацією домішок дифузійного резистора. Ключова концентрація домішок відноситься до концентрації поверхневих домішок дифузійного шару.
