Модели тензорезисторов. Однороднолегированный тензорезистор при постоянном одноосном механическом напряжении. Модель интегрального тензорезистора, расположенного на мембране

Модели тензорезисторов.

Тензорезистор – это резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от деформации.

1.Однороднолегированный тензорезистор при постоянном одноосном механическом напряжении.

Сопротивление данной структуры определяется:

Используя данные формулы можно получить температурные и концентрационные зависимости. Для данного задания была использована модель тензорезистора TRS1.exeсодержащая:

- модель однородно легированного тензорезистора (TRS1)

- модель однородно легированного тензорезистора с расчётом температурных коэффициентов (TRS1a)

- расчёт среднего коэффициента Pi интегрального тензорезистора (PiTRI)

- модель интегрального тензорезистора, использующая зависимость Pi(x) при интегрировании (TRI1)

- подынтегральная функция для расчета проводимости диффузионного или ионно легированного слоя (TRI2)

- расчёт профиля концентрации (Fgamma)

- расчёт определенных интегралов методом Симпсона (SdxSimps).

Геометрические размеры тензорезистора:

L=100 мкм.

b=10 мкм.

W=2мкм.

а). Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора.

Рис. 1. Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора p-типа проводимости.

Рис. 2. Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора n-типа проводимости.

б). Зависимость относительного изменения сопротивления от приложенной нагрузки.

Рис. 3. Относительное изменение сопротивления тензорезистора n-типа проводимости в зависимости от приложенной нагрузки для различной степени легирования.

Рис. 4. Относительное изменение сопротивления тензорезистора p-типа проводимости в зависимости от приложенной нагрузки для различной степени легирования.

б). Зависимость относительного изменения сопротивления от температуры при заданной нагрузке 100 Мпа.

Рис. 5. Относительное изменение сопротивления тензорезистора n-типа проводимости в зависимости от температуры.

Рис. 6. Относительное изменение сопротивления тензорезистора p-типа проводимости в зависимости от температуры.

2.Однороднолегированный тензорезистор при постоянном одноосной механической нагрузке изменяющейся вдоль оси.

Сопротивление данной структуры определяется:

Используя данные формулы можно получить температурные и концентрационные зависимости. Для данного задания была использована модель тензорезистора TRI2.exeсодержащая аналогичные функции TRS1.exe:

Геометрические размеры тензорезистора:

L=100 мкм.

b=10 мкм.

W=2мкм.

а). Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора.

Рис. 7. Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора p-типа проводимости.

Рис. 8. Температурная зависимость ненагруженного тензорезистора n-типа проводимости.

б). Зависимость относительного изменения сопротивления от приложенной нагрузки.

Рис. 9. Относительное изменение сопротивления тензорезистора n-типа проводимости в зависимости от приложенной нагрузки для различной степени легирования.

Рис. 10. Относительное изменение сопротивления тензорезистора p-типа проводимости в зависимости от приложенной нагрузки для различной степени легирования.

б). Зависимость относительного изменения сопротивления от температуры при заданной нагрузке 100 Мпа.

Рис. 11. Относительное изменение сопротивления тензорезистора n-типа проводимости в зависимости от температуры.

Рис. 12. Относительное изменение сопротивления тензорезистора p-типа проводимости в зависимости от температуры.

3.Модель интегрального тензорезистора расположенного на мембране.

Геометрические размеры тензорезистора и квадратной мембраны:

Тензорезистор:

L=100 мкм.

b=10 мкм.

W=2мкм.

Мембрана:

a=500 мкм.

h=35 мкм.

а). Зависимость относительного изменения сопротивления от координаты X₁.

Рис. 13. Относительное изменение сопротивления тензорезистора p-типа в зависимости от координаты для различных значений X₂.

б). Зависимость относительного изменения сопротивления от координаты X₁=X₂.

 Рис. 14. Относительное изменение сопротивления тензорезистора n-типа в зависимости от координаты X₁=X₂ для различных значений угла.