Cảm biến áp suất bán dẫn có thể được chia thành hai loại, một loại dựa trên nguyên tắc cơ bản là tiếp giáp bán dẫn PN (hoặc tiếp giáp Schottky) thay đổi trong các đặc tính I-υ dưới ứng suất. Đặc điểm của loại linh kiện nhạy cảm với áp suất này là rất không ổn định và chưa được phát triển nhiều. Loại còn lại là cảm biến được hình thành dựa trên hiệu ứng áp bán dẫn, đây là loại cảm biến áp suất bán dẫn chính. Trong những ngày đầu, hầu hết các đồng hồ đo biến dạng điện trở bán dẫn được dán trên các phần tử đàn hồi để làm các dụng cụ kiểm tra ứng suất và biến dạng khác nhau. Vào những năm 1960, cùng với sự phát triển công nghệ của chip mạch tích hợp bán dẫn, cảm biến áp suất bán dẫn với điện trở khuếch tán là linh kiện điện áp áp đã xuất hiện. Loại cảm biến áp suất này có cấu tạo đơn giản và đáng tin cậy. Không có thành phần chuyển động tương đối. Phần tử nhạy cảm với áp suất và phần tử đàn hồi của cảm biến được tích hợp, giúp loại bỏ sự lạc hậu của thiết bị cơ khí và giảm căng thẳng, đồng thời cải thiện các đặc tính của cảm biến.
Hiệu ứng điện áp của chất bán dẫn Chất bán dẫn có một đặc tính liên quan đến ngoại lực, đó là điện trở suất (biểu thị bằng dấu ρ) thay đổi theo lực của mặt đất, được gọi là hiệu ứng điện áp suất. Sự thay đổi tương đối của điện trở suất dưới tác dụng của ứng suất đất đơn vị được gọi là hệ số áp suất và được biểu thị bằng dấu π. Được biểu thị trong công thức toán học là 墹 ρ / ρ=πσ
Trong công thức, σ đại diện cho ứng suất. Sự thay đổi giá trị điện trở (R / R) mà điện trở bán dẫn cần gây ra khi chịu ứng suất được xác định bởi sự thay đổi của điện trở, do đó, phương trình quan hệ trên cho hiệu ứng biến áp cũng có thể được viết là R / R=πσ
Dưới tác dụng của ngoại lực, ứng suất nền (σ) và biến dạng (ε) nhất định được gây ra trong tinh thể bán dẫn. Mối quan hệ bên trong giữa chúng được xác định bởi mô-đun Young' s (Y) của nguyên liệu thô, tức là, Y=σ / ε
Nếu hiệu ứng biến áp được biểu thị bằng biến dạng mà chất bán dẫn có thể chịu được, thì R / R=Gε
G được gọi là hệ số độ nhạy của cảm biến áp suất, đại diện cho sự thay đổi tương đối của điện trở do biến dạng đơn vị gây ra.
Chỉ số điện áp hay hệ số khéo léo là thông số vật lý cơ bản của hiệu ứng tạo điện áp bán dẫn. Mối quan hệ giữa chúng giống như mối quan hệ giữa ứng suất nền và biến dạng, được xác định bởi mô đun Young' s của vật liệu thô, nghĩa là, G=πY
Vì tinh thể bán dẫn có tính đàn hồi dị hướng, mô đun Young' s và hệ số phản ứng áp thay đổi theo hướng tinh thể. Kích thước của hiệu ứng áp bán dẫn cũng liên quan chặt chẽ đến điện trở của chất bán dẫn. Điện trở càng thấp, giá trị của hệ số độ nhạy càng nhỏ. Hiệu ứng piezoresistive của điện trở khuếch tán được xác định bởi xu hướng kết tinh và nồng độ tạp chất của điện trở khuếch tán. Nồng độ tạp chất quan trọng đề cập đến nồng độ tạp chất bề mặt của lớp khuếch tán.
