传感器芯体介绍

压阻式传感器历史

1954年，史密斯（C.S.Smith）发现了硅与锗的压阻效应，即当有外力作用于半导体材料时，其电阻将明显发生变化。

1960-1970年，硅扩散技术快速发展，技术人员在硅晶面选择合适的晶向直接把应变电阻扩散在晶面上，然后在背面加工成凹形，形成较薄的硅弹性膜片，称为硅杯。

1970-1980年，硅杯扩散理论的基础上应用了硅的各向异性的腐蚀技术，扩散硅传感器其加工工艺以硅的各项异性腐蚀技术为主，发展成为可以自动控制硅膜厚度的硅各向异性加工技术

随着技术的发展，现在可以通过微机械加工工艺制作由计算机控制加工出结构型的压力传感器，其线度可以控制在微米级范围内。利用这一技术可以加工、蚀刻微米级的沟、条、膜，使得压力传感器进入了微米阶段。

压阻式传感器原理

图是基本的惠斯通电桥，图中电桥输出Vo是Vo+和Vo-之间的差分电压。使用传感器时，随着压力的变化，根据压阻效应，一个或多个电阻的阻值会发生改变。阻值的改变会引起输出电压的变化。

单晶硅芯体：

熔融的单质硅凝固时,硅原子以金刚石晶格排列成许多晶核，如果这些晶核长成晶面取向相同的晶粒，则形成单晶硅。由于其内部结构的均匀性，单晶硅在力学、光学和热学性能上表现好。zhyq单晶硅压力芯体具有精度高、稳定性好等特点

扩散硅芯体：

传统的的硅半导体材质，在多晶硅上使用微机械加工技术雕刻而成。技术成熟，工艺稳定，在精度上无法无单晶硅媲美，但是在成本、通用性、以及性价比上具有自己的优势。

玻璃微熔芯体：

美国加州理工学院在1965年研发的新型技术，腔体背面由高温玻璃粉烧结17-4PH低碳钢，腔体由17-4PH不锈钢翻出，适用于高压过载，能有效抵抗瞬间压力冲击。含有少量杂质的流体介质，无需充油和隔离膜片即可测量;不锈钢结构，无“O"型密封圈，无温度释放隐患。它可以在高压下测量600MPa(6000bar)，最高精度为0.075%。

　　但是玻璃微熔传感器小量程的测量比较困难，一般测量范围在500kPa以上。
　　基于MEMS(微机电系统)技术的压力传感器是由微/纳惠斯通电桥制成的硅应变计。具有输出灵敏度高、性能稳定、批量可靠、重复性好的优点。