Halbleiter-Drucksensoren können in zwei Kategorien unterteilt werden. Die eine basiert auf dem Prinzip, dass sich die I-υ-Eigenschaften des Halbleiter-PN-Übergangs (oder Schottky-Übergangs) unter Belastung ändern. Die Leistung dieses druckempfindlichen Elements ist sehr instabil und wurde nicht weit entwickelt. Der andere ist der Sensor, der auf dem piezoresistiven Halbleitereffekt basiert, der die Hauptvariante der Halbleiter-Drucksensoren darstellt. In der Anfangszeit wurden Halbleiter-Dehnmessstreifen meist an elastischen Elementen befestigt, um verschiedene Spannungs- und Dehnungsmessgeräte herzustellen. In den 1960er Jahren erschien mit der Entwicklung der Halbleiter-IC-Technologie ein Halbleiter-Drucksensor mit Diffusionswiderstand als piezoresistivem Element. Diese Art von Drucksensor hat einen einfachen und zuverlässigen Aufbau, keine relativ beweglichen Teile, und das druckempfindliche Element und das elastische Element des Sensors sind integriert, was mechanische Verzögerung und Kriechen vermeidet und die Leistung des Sensors verbessert.

Piezoresistiver Effekt von Halbleitern Halbleiter haben eine Eigenschaft, die mit der äußeren Kraft zusammenhängt, d. h. der spezifische Widerstand (dargestellt durch das Symbol ρ) ändert sich mit der Belastung, der er ausgesetzt ist, was als piezoresistiver Effekt bezeichnet wird. Die relative Änderung des spezifischen Widerstands unter Einwirkung einer Einheitsspannung wird als piezoresistiver Koeffizient bezeichnet und durch das Symbol π ausgedrückt. Mathematisch ausgedrückt als ρ/ρ = π σ.

Wobei σ für Spannung steht. Die Änderung des Widerstandswerts (R/R), die durch den Halbleiterwiderstand unter Belastung verursacht wird, wird hauptsächlich durch die Änderung des spezifischen Widerstands bestimmt, daher kann der Ausdruck des piezoresistiven Effekts auch als R/R=πσ geschrieben werden.

Unter der Einwirkung äußerer Kräfte werden in Halbleiterkristallen bestimmte Spannungen (σ) und Dehnungen (ε) erzeugt, und die Beziehung zwischen ihnen wird durch den Elastizitätsmodul (Y) des Materials bestimmt, d. h. Y=σ/ε.

Wenn der piezoresistive Effekt durch die Spannung am Halbleiter ausgedrückt wird, gilt R/R=Gε.

G wird als Empfindlichkeitsfaktor des Drucksensors bezeichnet und stellt die relative Änderung des Widerstandswerts unter Einheitsbelastung dar.

Der piezoresistive Koeffizient oder Empfindlichkeitsfaktor ist der grundlegende physikalische Parameter des piezoresistiven Halbleitereffekts. Die Beziehung zwischen ihnen wird ebenso wie die Beziehung zwischen Spannung und Dehnung durch den Elastizitätsmodul des Materials bestimmt, d. h. g = π y.

Aufgrund der Anisotropie der Elastizität von Halbleiterkristallen ändern sich der Elastizitätsmodul und der piezoresistive Koeffizient mit der Kristallorientierung. Die Größe des piezoresistiven Halbleitereffekts hängt auch eng mit dem spezifischen Widerstand des Halbleiters zusammen. Je niedriger der spezifische Widerstand, desto kleiner ist der Empfindlichkeitsfaktor. Der piezoresistive Effekt des Diffusionswiderstands wird durch die Kristallorientierung und die Verunreinigungskonzentration des Diffusionswiderstands bestimmt. Die Verunreinigungskonzentration bezieht sich hauptsächlich auf die Oberflächenverunreinigungskonzentration der Diffusionsschicht.