Piézorésistance 813747 28032062 2008-03-31T21:05:18Z 83.192.40.4 /* Piézorésistance des métaux */ {{ébauche|physique}} La '''piézorésistance''' est le changement de [[conductibilité]] d'un matériau du à une [[contrainte]] mécanique. == Histoire == Le changement de résistance électrique d'un métal du à une contrainte mécanique a été pour la première fois découverte par [[Lord Kelvin]] en 1856. La piézorésistance dans les semi-conducteurs a été découverte sur un cristal de [[silicium]] en 1954 (Smith 1954). == Mécanisme == La sensibilité d'un appareil piézorésistant a comme caractéristique : :<math>\ K = (dR/R)/\epsilon _L </math> où <math>\ \epsilon _L\ </math> et ''R'' représente respectivement la variation relative de longueur et la résistance. === Piézorésistance des métaux === La piézorésistance d'un capteur métallique est du au changement de géométrie due à la contrainte mécanique. Ce facteur géométrique du capteur se représente par la variable ''K'' (Window 1992): :<math>\ K = 1 + 2\nu </math> où <math>\ \nu </math> représente le coefficient de Poisson du matériau. Même si les variations sont relativement faibles elles permettent d'utiliser ces capteurs ([[jauge de contrainte]]) sur une large gamme d'utilisation (Window 1992). === Piézorésistance dans les semi-conducteurs === La variable ''K'' d'un semi conducteur peut-être cent fois supérieur à celle des métaux. Les semi-conducteurs généralement utilisés sont le [[germanium]] et le [[silicium]] (amorphe ou cristallisé). ==== Piézorésistance du silicium ==== Une contrainte appliquée sur du [[silicium]] va modifier sa [[conductibilité]] pour deux raisons : sa variation géométrique mais aussi sur la conductibilité intrinsèque du matériau. Il en résulte une amplitude bien plus importante que pour des capteurs métalliques (Smith 1954). == Piézorésistance des capteurs en silicium == La piézorésistance des semi-conducteurs a été utilisé avec un grand nombre de matériaux ([[germanium]], [[silicium]] polycristalin ou amorphe... Le silicium étant aujourd'hui largement utilisé dans les circuits imprimés, l'utilisation des capteurs à base de silicium est largement répandue et permet une bonne intégration des [[jauge de contrainte|jauges de contraintes]] avec les circuits bipolaires ou [[CMOS]]. Celà a permis une grande gamme d'utilisation de la piézorésistance. Beaucoup d'appareils commerciaux comme les capteurs d'accélération utilisent des capteurs en silicium. === Piézorésistance ou piézorésistor === Les piézorésistances ou piézorésistors sont des résistance variables faites à partir d'un matériau piézorésistant et sont utilisées pour les [[jauge de contrainte|jauges de contraintes]], couplées avec un [[pont de Wheatstone]]. == Bibliographie == *{{en}} Y. Kanda, "Piezoresistance Effect of Silicon," Sens. Actuators, vol. A28, no. 2, pp. 83-91, 1991. *{{en}} S. Middelhoek and S. A. Audet, Silicon Sensors, Delft, The Netherlands: Delft University Press, 1994. *{{en}} A. L. Window, Strain Gauge Technology, 2nd ed, London, England: Elsevier Applied Science, 1992. *{{en}} C. S. Smith, "Piezoresistance Effect in Germanium and Silicon," Phys. Rev., vol. 94, no. 1, pp. 42-49, 1954. *{{en}} S. M. Sze, Semiconductor Sensors, New York: Wiley, 1994. *{{en}} J. Bartholomeyczik, S. Brugger, P. Ruther, and O. Paul, "Multidimensional CMOS In-Plane Stress Sensor," IEEE Sensors J., vol. 5, no. 5, pp. 872-882, 2005. {{portail physique}} [[Catégorie:Mesure physique]] [[en:Piezoresistive effect]] [[pl:Efekt piezorezystywny]] [[sv:Piezoresistiv]] [[zh:压阻效应]]