Los sensores de presión de semiconductores se pueden dividir en dos categorías, una se basa en el principio de que las características I-υ de la unión PN del semiconductor (o unión Schottky) cambian bajo tensión.El rendimiento de este elemento sensible a la presión es muy inestable y no se ha desarrollado mucho.El otro es el sensor basado en el efecto piezoresistivo de semiconductores, que es la principal variedad de sensores de presión de semiconductores.En sus inicios, las galgas extensométricas de semiconductores se unían principalmente a elementos elásticos para fabricar diversos instrumentos de medición de tensión y deformación.En la década de 1960, con el desarrollo de la tecnología de circuitos integrados semiconductores, apareció un sensor de presión semiconductor con resistencia de difusión como elemento piezoresistivo.Este tipo de sensor de presión tiene una estructura simple y confiable, sin partes móviles relativas, y el elemento sensible a la presión y el elemento elástico del sensor están integrados, lo que evita retrasos mecánicos y fluencia y mejora el rendimiento del sensor.

Efecto piezoresistivo del semiconductor El semiconductor tiene una característica relacionada con la fuerza externa, es decir, la resistividad (representada por el símbolo ρ) cambia con la tensión que soporta, lo que se denomina efecto piezoresistivo.El cambio relativo de resistividad bajo la acción de una tensión unitaria se llama coeficiente piezoresistivo, que se expresa con el símbolo π.Expresado matemáticamente como ρ/ρ = π σ.

Donde σ representa el estrés.El cambio del valor de resistencia (R/R) causado por la resistencia del semiconductor bajo tensión está determinado principalmente por el cambio de resistividad, por lo que la expresión del efecto piezoresistivo también se puede escribir como R/R=πσ.

Bajo la acción de una fuerza externa, se generan ciertas tensiones (σ) y deformaciones (ε) en los cristales semiconductores, y la relación entre ellas está determinada por el módulo de Young (Y) del material, es decir, Y=σ/ε.

Si el efecto piezoresistivo se expresa por la tensión sobre el semiconductor, es R/R=Gε.

G se denomina factor de sensibilidad del sensor de presión y representa el cambio relativo del valor de resistencia bajo tensión unitaria.

El coeficiente piezoresistivo o factor de sensibilidad es el parámetro físico básico del efecto piezoresistivo de los semiconductores.La relación entre ellos, al igual que la relación entre tensión y deformación, está determinada por el módulo de Young del material, es decir, g = π y.

Debido a la anisotropía de la elasticidad de los cristales semiconductores, el módulo de Young y el coeficiente piezoresistivo cambian con la orientación del cristal.La magnitud del efecto piezoresistivo de los semiconductores también está estrechamente relacionada con la resistividad del semiconductor.Cuanto menor sea la resistividad, menor será el factor de sensibilidad.El efecto piezoresistivo de la resistencia a la difusión está determinado por la orientación del cristal y la concentración de impurezas de la resistencia a la difusión.La concentración de impurezas se refiere principalmente a la concentración de impurezas en la superficie de la capa de difusión.