પીઝોરેસિસ્ટિવ સેન્સરનું માળખું

આ સેન્સરમાં, સિલિકોન પીઝોરેસિસ્ટિવ ચિપ બનાવવા માટે એકીકરણ પ્રક્રિયા દ્વારા રેઝિસ્ટર સ્ટ્રીપને મોનોક્રિસ્ટાલિન સિલિકોન ડાયાફ્રેમ પર એકીકૃત કરવામાં આવે છે, અને આ ચિપની પરિઘ નિશ્ચિતપણે શેલમાં પેક કરવામાં આવે છે, અને ઇલેક્ટ્રોડ લીડ્સ બહાર લાવવામાં આવે છે. પીઝોરેસિસ્ટિવ પ્રેશર સેન્સર, જેને સોલિડ-સ્ટેટ પ્રેશર સેન્સર તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એડહેસિવ સ્ટ્રેઈન ગેજથી અલગ છે, જેને સ્થિતિસ્થાપક સંવેદનશીલ તત્વો દ્વારા આડકતરી રીતે બાહ્ય બળનો અનુભવ કરવાની જરૂર છે, પરંતુ સિલિકોન ડાયાફ્રેમ દ્વારા માપેલા દબાણને સીધી રીતે અનુભવે છે.

સિલિકોન ડાયફ્રૅમની એક બાજુ ઉચ્ચ-દબાણની પોલાણ છે જે માપેલા દબાણ સાથે વાતચીત કરે છે, અને બીજી બાજુ વાતાવરણ સાથે વાતચીત કરતી નીચા-દબાણની પોલાણ છે. સામાન્ય રીતે, સિલિકોન ડાયાફ્રેમને નિશ્ચિત પરિઘ સાથે વર્તુળ તરીકે ડિઝાઇન કરવામાં આવે છે, અને વ્યાસ અને જાડાઈનો ગુણોત્તર લગભગ 20 ~ 60 છે. ચાર P અશુદ્ધતા પ્રતિરોધક પટ્ટીઓ ગોળાકાર સિલિકોન ડાયાફ્રેમ પર સ્થાનિક રીતે ફેલાયેલી હોય છે અને સંપૂર્ણ પુલ સાથે જોડાયેલ હોય છે, જેમાંથી બે કોમ્પ્રેસિવ સ્ટ્રેસ ઝોનમાં છે અને અન્ય બે ટેન્સાઇલ સ્ટ્રેસ ઝોનમાં છે, જે ડાયાફ્રેમના કેન્દ્રના સંદર્ભમાં સપ્રમાણ છે.

આ ઉપરાંત, ચોરસ સિલિકોન ડાયાફ્રેમ અને સિલિકોન કૉલમ સેન્સર પણ છે. સિલિકોન સિલિન્ડર સેન્સર પણ સિલિકોન સિલિન્ડરના ક્રિસ્ટલ પ્લેનની ચોક્કસ દિશામાં પ્રસરણ દ્વારા પ્રતિકારક પટ્ટીઓથી બનેલું છે, અને બે તાણયુક્ત તાણ પ્રતિકારક સ્ટ્રીપ્સ અને બે સંકુચિત તાણ પ્રતિકારક સ્ટ્રીપ્સ સંપૂર્ણ પુલ બનાવે છે.

પીઝોરેસિસ્ટિવ સેન્સર એ સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલની પીઝોરેસિસ્ટિવ અસર અનુસાર સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલના સબસ્ટ્રેટ પર ડિફ્યુઝન રેઝિસ્ટન્સ દ્વારા બનાવવામાં આવેલું ડિવાઇસ છે. તેના સબસ્ટ્રેટનો સીધો ઉપયોગ માપન સેન્સર તરીકે થઈ શકે છે, અને પ્રસરણ પ્રતિકાર પુલના સ્વરૂપમાં સબસ્ટ્રેટમાં જોડાયેલ છે.

જ્યારે સબસ્ટ્રેટ બાહ્ય બળ દ્વારા વિકૃત થાય છે, ત્યારે પ્રતિકાર મૂલ્યો બદલાશે અને પુલ અનુરૂપ અસંતુલિત આઉટપુટ ઉત્પન્ન કરશે. પીઝોરેસિસ્ટિવ સેન્સર તરીકે ઉપયોગમાં લેવાતા સબસ્ટ્રેટ્સ (અથવા ડાયાફ્રેમ્સ) મુખ્યત્વે સિલિકોન વેફર્સ અને જર્મેનિયમ વેફર્સ છે. સંવેદનશીલ સામગ્રી તરીકે સિલિકોન વેફર્સથી બનેલા સિલિકોન પીઝોરેસિસ્ટિવ સેન્સર્સે વધુને વધુ ધ્યાન આકર્ષિત કર્યું છે, ખાસ કરીને દબાણ અને ઝડપ માપવા માટે સોલિડ-સ્ટેટ પીઝોરેસિસ્ટિવ સેન્સર્સનો સૌથી વધુ ઉપયોગ થાય છે.