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擴散硅壓阻式力敏傳感器的組成及優缺點
2017-7-27 閱讀(6911)
擴散型壓阻式力敏傳感器大都采用單晶硅和半導體平面工藝制成。單晶硅是各向異性材料，取向不同時特性不一樣，因此必須根據傳感器受力變形情況來加工制造擴散硅敏感電阻膜片。一般以N型硅為襯底（又稱基片），采用氧化、擴散等工藝將硼原子沿給定的晶向擴散到N型硅補底材料中，形成P型擴散層。結果硼擴散區便形成應變電阻，并用襯底形成一個整體，當它受壓力作用時，應變電阻發生變化，從而使輸出發生變化。
擴散型壓阻式力敏傳感器主要由硅膜片（硅杯）、外殼和引線等組成。硅膜片是核心部分，其形狀像杯子故名硅杯，在膜片上，用半導體工藝中的擴散摻雜法做成四個相等的電阻，經蒸鍍金屬電極及連線，接成電橋形式，用引線引出。硅膜片兩側有兩個壓力腔，一側是和被測系統相連接的高壓腔；另一側是低壓腔，通常和大氣相連，也有做成真空的。當膜片兩側存在壓力差時，膜片發生變形，產生應力應變，從而使擴散電阻的電阻值發生變化，電橋失去平衡，輸出相對應的電壓，其大小就反映了膜片所受壓力差值。
擴散硅壓阻式力敏傳感器有哪些優缺點？
1.優點：
1)頻率響應范圍寬，固有頻率很高；
2)體積小，可微型化，由于采用了集成電路的工藝方法，因麗硅膜片敏感元件可做得很小；
3）準確度高，由于不存在傳動機構造成的誤差，也消除了一般壓力傳感器中金屬膜片或應變及粘貼時因蠕變、遲滯產生的誤差，所以大大提高了傳感器的準確度；
4)靈敏度高；
5)由于壓阻式傳感器無活動部件，所以它工作可靠，耐振、耐沖擊、耐腐蝕、抗干擾能力強，可以在惡劣環境下工作。
2.缺點
1)由于壓阻式傳感器是用半導體材料制作的，所以受溫度影響較大；因此，在瀑度變化大的環境中使用時，必須進行溫度補償；
2)制作工藝復雜，對研制條件要求高，尤其是擴散雜質、燒結、封裝工藝等比其他傳感器要復雜得多，因而成本較高。
