ДИПЛОМНІ КУРСОВІ РЕФЕРАТИ


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: ФІНАНСОВА КРИЗА НА ПІДПРИЄМСТВІ. ЕКОНОМІЧНИЙ ЗМІСТ І ПРИЧИНИ ВИНИ...
Настройка параметрів модемів
Прогнозування банкрутства на основі дискримінантного аналізу
Збір за видачу дозволу на розміщення об’єктів торгівлі та сфери п...
ЗАВДАННЯ СОЦІАЛЬНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ ТА НАПРЯМИ ЇЇ ЗДІЙСНЕННЯ


Категорія: Основи кристалофізики | Додав: koljan (10.12.2013)
Переглядів: 3455 | Рейтинг: 0.0/0
Всього коментарів: 0
Додавати коментарі можуть лише зареєстровані користувачі.
[ Реєстрація | Вхід ]

Онлайн замовлення

Замовити дипломну курсову реферат

Інші проекти




Діяльність здійснюється на основі свідоцтва про держреєстрацію ФОП