ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ

Статистика






Онлайн всего: 9
Гостей: 9
Пользователей: 0



ИЦ OSVITA-PLAZA

Реферати статті публікації

Пошук по сайту

 

Пошук по сайту

Головна » Реферати та статті » Фізика » Основи кристалофізики

Пьезорезистивный эффект
Пьезорезистивный (тензорезистивный) эффект заключается в изменении
электрического сопротивления материала под действием механических
напряжений (или деформаций). Пьезорезистивный эффект обнаруживается у многих
веществ, в том числе и у металлов, но сильнее всего он проявляется в
полупроводниках, что позволяет использовать полупроводниковые материалы Ge, Si,
GaSb, InSb, PbTe, Bi2Te3 для изготовления из них чувствительных тензодатчиков,
т. е..приборов, преобразующих механические деформации (напряжения) в
электрические величины,
Пьезорезистивный эффект можно представить как изменение под действием
напряжений отп тензора удельного сопротивления кристалла рц:
n)ii; G5.1)
здесь Е — напряженность электрического поля, / — плотность тока, р^ —
тензор удельного сопротивления кристалла в отсутствие механических напряжений.
Чаще, однако, пьезорезистивные свойства кристалла характеризуют тензором
пьезорезистивных коэффициентов Ukimn* который связан с тензором Рцтп
соотношением
n; G6.2)
при этом уравнение пьезорезистивного эффекта принимает вид
У кристаллов кубической системы, к которой относится большинство
полупроводниковых кристаллов, применяемых в качестве тензорезисторов, p°ik = р°б/л и
Et = p<>Fkl + nklmnomn) //. G5.4)
Другой аспект пьезорезистивного эффекта — зависимость удельного
сопротивления кристалла от деформации грд — характеризуется уравнением
тензор эласторезистивных коэффициентов m связан с тензором П вытекающими
из закона Гука соотношениями
mklpq = ^klmncmnpq* ^klmn:ammklpqspqmm G5.6)
в которых стпрд — коэффициенты упругости, spqmn — коэффициенты упругой
податливост».
§ 75] ПЬЕЗОРЕЗИСТИВНЫИ ЭФФЕКТ 485
Внутренняя симметрия тензоров пьезорезистивных и эласторезистивных
коэффициентов [ V2]2; в соответствии с симметричностью по индексам тензоров
9kb Gmn и ърд они симметричны по первым двум и по вторым двум индексам:
G5.7)
Эти тензоры можно записать и с двумя индексами: П^ принято связывать
с V\-kimn соотношением
\lmn (kl*-*K=lt ... , 6; тл«—ц=1, 2, 3),
kl~Я=1, ...,6; тп~|л = 4, 5, 6)
(и таково же соотношение, связывающее Р^ с Pkimn)> a mlv c mkipq —
соотношением
(kl~k= I, ..., 6; pq~v=\, ..., 6);
при этом формулы G5.6) принимают вид
G5.8)
Общий вид тензоров такой внутренней симметрии для всех
кристаллографических и предельных классов приведен в табл. Д. 19.
Рис. 75.1. Модели указательных поверхностей продольного пьезорезистивного эффекта
в кристаллах кремния (класс тЗт): а) кристалл n-типа, р= 11,7 Ом-см; б) кристалл
р-типа, р = 7,8 Ом «см. Это верхние половины поверхностей, нижние — их зеркальные
отражения (Бутабаев и Смыслов, 1971).
При практических применениях пьезорезистивного эффекта измеряются
разность потенциалов V в направлении единичного вектора и и сила тока /.
Тогда плотность тока j = (I/S)qt где q — единичный вектор направления тока,
a S—площадь поперечного сечения тензорезистора. Так как V = аЕ-и, где
а — база измерения разности потенциалов, из уравнения G5.3) получим
U=(al/S) pjkU[ (bkl+Uk[mncmn) qh G5.9)
В частности, если измерять разность потенциалов в направлении тока, векторы
и ъ q совпадают; для кристаллов с изотропным электросопротивлением это дает
U = (9oal/S) (I +nklmnqkqiomn). G5.10)
Может оказаться предпочтительным, чтобы разность потенциалов была
пропорциональна механическим напряжениям и обращалась в нуль в их отсутствие.
48fi эффекты высших порядков ггл тх
При изотропном электросопротивлении для этого нужно, чтобы векторы и и q
были взаимно перпендикулярны; тогДа
U = (90aIlS)nklmnukq,omn (щд, = О) G5.11)
(в общем случае направления а и q подбираются так, чтобы plkuiqk = 0).
Дальнейшая конкретизация этих формул определяется ориентировкой
механических напряжений относительно направления тока и направления измерения
разности потенциалов. Так, при совпадении направлений тока, измерения
разности потенциалов и одноосного растяжения а = aqq имеет место продольный
пьезорезистивный эффект
£/ = (p0a//S) (I +oUklmnqkqiqmqn)f G5.12)
а при взаимной перпендикулярности векторов а и q и совпадении направления
одноосного растяжения с одним из них (скажем, с q)
U = (p°aI/S)onklmnUkqiqmqn (и/<7/ = 0). G5.13)
Анизотропия пьезорезистивных свойств полупроводниковых кристаллов
выражена очень сильно, о чем свидетельствуют указательные поверхности
продольного пьезорезистивного эффекта (рис. 75.1).
Для более подробного ознакомления с физикой пьезорезистивного эффекта
и его применениями см. Мэзон A967); Терстон A967); Mason A966); Бир и Пикус
A972).

Ви переглядаєте статтю (реферат): «Пьезорезистивный эффект» з дисципліни «Основи кристалофізики»

Заказать диплом курсовую реферат
Реферати та публікації на інші теми: Аудит прибуткового податку з доходів громадян
Посередництво комерційних банків при операціях з іноземною валюто...
БАНКИ ЯК ПРОВІДНІ СУБ’ЄКТИ ФІНАНСОВОГО ПОСЕРЕДНИЦТВА. ФУНКЦІЇ БАН...
Гіринг і вартість капіталу
Аудит дотримання нормативних вимог П(С)БО 1 «Загальні вимоги до ф...


Категорія: Основи кристалофізики | Додав: koljan (10.12.2013)
Переглядів: 2411 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Заказать диплом курсовую реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП