Piezoresistiver Effekt

Was versteht man unter dem piezoresistiven Effekt?

Als piezoresistiven Effekt bezeichnet man die Veränderung des elektrischen Widerstands eines Werkstoffs (z. B. eines Halbleiters oder Metalls) infolge einer mechanischen Beanspruchung. Die Veränderung des elektrischen Widerstands wird durch die Veränderung der Geometrie und der Leitfähigkeit des Werkstoffs bewirkt. Die Widerstandsänderung ist bei Halbleitermaterialien sehr viel ausgeprägter als bei Metall.

Halbleiter als Messelement

Kistler bietet nur piezoresistive Drucksensoren auf der Basis von Siliziumhalbleitern an. Dazu werden vier Siliziumwiderstände in eine Halbleitermembran diffundiert und über eine Wheatstone-Brücke miteinander verbunden. Bei Druckeinwirkung verformt sich die Membran, was den elektrischen Widerstand der vier Siliziumwiderstände verändert. Die Widerstandsänderung verhält sich proportional zum aufgebrachten Druck.

Das bedeutet, dass sich die differentielle Spannung in der Wheatstone-Brücke ebenfalls proportional zum aufgebrachten Druck verhält. Die resultierende differentielle Spannung kann über den elektrischen Anschluss ausgewertet werden.

Kontakt
(max 25 Mb)