压阻效应

压阻效应是用来描述材料在受到机械式应力下所产生的电阻变化。不同于压电效应，压阻效应只产生阻抗变化，并不会产生电荷。

历史

凯尔文(Lord Kelvin)在公元1856年第一次发现金属的阻抗在施加机械性负荷时会产生改变。到了公元1954年，正当单晶硅逐渐成为类比及数位电路设计的材料的选择时，第一次在硅及锗中发现高度的压阻效应(Smith 1954)。

半导体中的压阻效应

半导体材料中的压阻效应远大于金属在几何上的压阻效应，在锗、多晶硅、非晶硅、碳化硅及单晶硅中都可发现压阻效应的存在。

硅中的压阻效应

硅的电阻变化不单是来自与应力有关的几何形变，而且也来自材料本身与应力相关的电阻，这使得其程度因子大于金属数百倍之多(Smith 1954)。N型硅的电阻变化主要是由于其三个导带谷对的位移所造成不同迁移率的导带谷间的载子重新分布，进而使得电子在不同流动方向上的迁移率发生改变。其次是由于来自与导带谷形状的改变相关的等效质量(effective mass)的变化。在P型硅中，此现象变得更复杂，而且也导致等效质量改变及电洞转换。

硅元件中的压阻效应

压阻效应已经被广泛应用于各种半导体材料制作而成的感知器中，这些材料包括：锗、多晶硅、非晶硅及单晶硅。由于硅是现今在数位及类比集成电路(IC)的材料，以硅制作而成的压阻性元件的应用就变得非常有意义，这使得将应力感知器容易整合于双极性及互补式金氧半导体线路中，进而使得压阻效应被应用于广泛的商品化产品之中，如：压力感知器及加速度感知器。另一方面，也由于硅的压阻效应的显著，使得其它在单晶硅元件的研发方面无法忽略此效应的存在，例如，半导体霍耳感知器就必须采取某些方法，将来自外加机械应力的讯号贡献消除之后，才能达到其该具有的电流精确度。

压电阻器

压电阻器最基本压阻性元件，以压阻性材料制作而成的电阻，通常用于机械性应力的量测。

制作

许多不同种类的压阻性材料都可用来制作压电阻，最简单形式的硅压阻感知器是扩散电阻。此压电阻是以扩散的方式在P型(N型)的硅基板上制作具有两个接点的N型(P型)井所组成，由于这些元件的面电阻约在数百欧姆的范围，为了便于欧姆接触的制作，还必须在接点位置上额外扩散P+(N+)杂质于P型(N型)井中。

其它压阻性元件

硅的压阻效应被应用在压电阻器、惠斯登桥、X-Ducers、piezo-FETS、固态加速规以及双极性晶体管等元件上。