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半导体应变片的工作原理是基于半导体晶体材料的电阻率随作用应力而变化的所谓“压阻效应”。所有材料在某种程度上都呈现压阻效应，但半导体材料的这种效应特别显著，能直接反映出微小的应变。半导体压阻效应现象可解释为：由应变引起能带变形，从而使能带中的载流子迁移率及浓度也相应地发生相对变化，因此导致电阻率变化，进而引起电阻变化。
半导体应变计应用较普遍的有体型、薄膜型、扩散型、外延型等。
体型半导体应变计是将晶片按一定取向切片、研磨、再切割成细条，粘贴于基片上制作而成。几种体型半导体应变计示意图如图2－20所示。
图2－20 体型半导体应变计示意图
薄膜型半导体应变计是利用真空沉积技术将半导体材料沉积于绝缘体或蓝宝石基片上制成的。
扩散型半导体应变计是将P型杂质扩散到高阻的N型硅基片上，形成一层极薄的敏感层制成的。
外延型半导体应变计是在多晶硅或蓝宝石基片上外延一层单晶硅制成的。
半导体应变计有如下优点：
（1）灵敏度高。比金属应变计的灵敏度约大50～100倍。工作时，不必用放大器就可用电压表或示波器等简单仪器记录测量结果。
（2）体积小，耗电省。
（3）由于具有正、负两种符号的应力效应（即在拉伸时P型硅应变计的灵敏度系数为正值，而N型硅应变计的灵敏度系数为负值）。
（4）机械滞后小，可测量静态应变、低频应变等。