Чувствительный элемент интегрального датчика

11.10.2016

Конструкция датчиков при кажущейся простоте требует совершенной технологии микроэлектронного профиля и учета целого ряда физических, конструктивных и технологических особенностей.

Типичный интегральный датчик давления с полупроводниковыми тензоэлементами выполнен в пластмассовом корпусе с размерами 5,1 х 6,25 мм. Внутри корпуса размещена кремниевая пластина размерами 5х5х хО,625мм, содержащая выполненные с помощью технологии микроэлектроники сам датчик давления и схему обработки его сигнала. Путем травления по тонкопленочной технологии на поверхности кристалла с п-проводимостью формируется квадратная (в других случаях - круглая) мембрана. Это кремниевая пластинка, по своим функциям аналогична мембране механических датчиков давления и подчиняется законам упругих деформаций пластин, закрепленных по периметру. Несмотря на малую толщину, кремниевая мембрана способна выдерживать значительные давления. Например, при толщине 10 мкм мембрана выдерживает давления до 2 МПа. При этом благодаря малым размерам она практически безынерционна и позволяет измерять быстроизменяющееся давление при частотах до 200 кГц (металлические мембраны работоспособны на частотах до 1 кГц). Если вы ищете шины на автомобиль, загляите на Технопортал. Только тут представлен широкий ассортимент товара от разных производителей по доступным ценам.

На мембране методом диффузии размещают пленочные тензоре- зисторы R1 и R2, обладающие р-проводимостью и ориентированные во взаимно перпендикулярных направлениях. При этом тензорезисторы включаются в мостовую измерительную схему, соединенную со схемой обработки сигнала, размещенной на кремниевой пластине. При прогибе мембраны сопротивление Я1 тензорезисторов возрастает, a. R2 - уменьшается. Это в свою очередь вызывает разбалансирование моста и появление электрического сигнала. При современных возможностях микроэлектроники усиление сигнала не вызывает сложностей.