一般的に使用されている半導体圧力センサーは、基板としてN型シリコンウェハーを使用しています。まず、シリコンウェーハを特定の形状の弾性応力支持部品にします。シリコンウェーハの応力がかかる部分に、異なる結晶方向に沿って 4 つの P 型拡散抵抗を作成し、これら 4 つの抵抗で 4 アームのホイートストン ブリッジを形成します。外力が作用すると抵抗値の変化が電気信号になります。この圧力効果のあるホイートストーン ブリッジは圧力センサーの心臓部であり、通常はピエゾ抵抗ブリッジと呼ばれます (図 1 を参照)。ピエゾ抵抗ブリッジの特性は次のとおりです。 ① ブリッジの 4 つのアームの抵抗値は等しい (すべて r0)。② ブリッジの隣接するアームのピエゾ抵抗効果は値が等しく、符号が反対です。③ 橋の 4 つのアームの抵抗温度係数は同じであり、常に同じ温度になります。図では。1、R0 は室温での応力なしの抵抗値です。RT は、温度が変化したときに抵抗温度係数 (α) によって引き起こされる変化です。Υ Rδ はひずみ (ε) によって引き起こされる抵抗の変化です。ブリッジの出力電圧は u=I0 Δ Rδ=I0RGδ (定電流源ブリッジ) となります。

ここで、I0 は定電流源電流、e は定電圧源電圧です。ピエゾ抵抗ブリッジの出力電圧はひずみ (ε) に正比例し、抵抗の温度係数によって引き起こされる RT とは関係がないため、センサーの温度ドリフトが大幅に減少します。流体の圧力を検出するセンサーとして最も広く使用されているのが半導体圧力センサーです。その主な構造は、単結晶シリコンで作られたカプセルです (図 2 を参照)。ダイヤフラムはカップ状になっており、カップの底面が外力を受ける部分となり、カップの底面にプレッシャーブリッジが作られています。リング台座は同じシリコン単結晶材料で作られ、その台座に振動板が接着されます。この種の圧力センサーは、高感度、小型、堅牢という利点があり、航空、宇宙航行、自動化機器、医療機器などに広く使用されています。