Piezodirençli Sensörün Yapısı

Bu sensörde, direnç şeridi, bir silikon piezodirençli çip oluşturmak için entegrasyon işlemiyle monokristalin silikon diyafram üzerine entegre edilir ve bu çipin çevresi, kabuk içinde sabit bir şekilde paketlenir ve elektrot uçları dışarı çıkarılır. Katı hal basınç sensörü olarak da bilinen piezo dirençli basınç sensörü, harici kuvveti elastik duyarlı elemanlar aracılığıyla dolaylı olarak hissetmesi gereken ancak ölçülen basıncı silikon diyafram aracılığıyla doğrudan hisseden yapışkan gerinim ölçerden farklıdır.

Silikon diyaframın bir tarafı ölçülen basınçla iletişim kuran yüksek basınç boşluğu, diğer tarafı ise atmosferle iletişim kuran alçak basınç boşluğudur. Genel olarak, silikon diyafram sabit çevreli bir daire olarak tasarlanmıştır ve çapın kalınlığa oranı yaklaşık 20 ~ 60'tır. Dört adet P yabancı madde direnç şeridi, dairesel silikon diyafram üzerine lokal olarak yayılır ve ikisi tam bir köprüye bağlanır; diyaframın merkezine göre simetrik olan basınç gerilmesi bölgesinde ve diğer ikisi çekme gerilmesi bölgesindedir.

Ayrıca kare silikon diyafram ve silikon kolon sensörü de bulunmaktadır. Silikon silindirik sensör ayrıca silikon silindirin kristal düzleminin belirli bir yönünde difüzyonla dirençli şeritlerden yapılır ve iki çekme gerilimine dirençli şerit ve iki basınç gerilimine dirençli şerit tam bir köprü oluşturur.

Piezodirençli sensör, yarı iletken malzemenin piezodirenç etkisine göre yarı iletken malzemenin alt katmanı üzerindeki difüzyon direnci ile yapılan bir cihazdır. Alt katmanı doğrudan bir ölçüm sensörü olarak kullanılabilir ve difüzyon direnci alt katmana bir köprü şeklinde bağlanır.

Alt tabaka dış kuvvet tarafından deforme olduğunda direnç değerleri değişecek ve köprü buna karşılık gelen dengesiz çıktı üretecektir. Piezo dirençli sensörler olarak kullanılan alt tabakalar (veya diyaframlar) esas olarak silikon levhalar ve germanyum levhalardır. Hassas malzemeler olarak silikon levhalardan yapılan silikon piezo dirençli sensörler giderek daha fazla ilgi çekmektedir; özellikle basınç ve hızı ölçmek için katı hal piezo dirençli sensörler en yaygın kullanılanlardır.