MEMS und Sensoren
Welche Aussage zum in Halbleiter-Drucksensoren genutzten piezoresistiven Effekt ist korrekt?
- ADer Effekt, dass sich der spezifische elektrische Widerstand eines Materials bei mechanischer Spannung ändert
- BDer Effekt, dass bei Lichteinfall eine Spannung entsteht
- CDer Effekt, dass die Stromrichtung durch ein Magnetfeld abgelenkt wird
Antwort und Erläuterung anzeigen
Antwort: A. Der Effekt, dass sich der spezifische elektrische Widerstand eines Materials bei mechanischer Spannung ändert
Bei mechanischer Spannung ändert sich die Bandstruktur des Siliziumkristalls, und der spezifische Widerstand ändert sich um ein Vielfaches (einige zehn Mal) stärker als bei Dehnungsmessstreifen aus Metall (piezoresistiver Effekt). Werden am Rand einer dünnen, unter Druck verformten Membran vier Widerstände ausgebildet und die Widerstandsänderung in einer Wheatstone-Brücke erfasst, lässt sich Druck in ein elektrisches Signal umwandeln. Anwendungen sind Motor- und Reifendruck im Auto, Blutdruckmessgeräte und Barometer; die Temperaturkompensation ist der Schlüssel des Entwurfs.