Un sensor piezorresistivo es un dispositivo que hace uso de cambios en la resistividad de ciertos materiales semiconductores cuando se somete a un esfuerzo mecánico para realizar una acción electrónica. Este fenómeno piezorresistivo se basa en la tendencia de estos materiales a sufrir cambios en sus características resistivas latentes cuando se flexionan por exposición a presión o estrés. Esto provoca un cambio correspondiente en cualquier corriente eléctrica que pase a través del dispositivo, lo que se traduce en una medición o lectura. Los materiales semiconductores comúnmente usados en dispositivos piezorresistivos son generalmente las mismas familias básicas de metal y silicona que se usan en la mayoría de los componentes electrónicos. Estos componentes están disponibles con una amplia gama de características de sensibilidad para adaptarse a los requisitos de diversas industrias.
Cuando ciertos materiales semiconductores se exponen a esfuerzos mecánicos, cambia su resistividad o capacidad básica para oponerse al flujo de corriente eléctrica. Este cambio en el carácter resistivo de los materiales obviamente cambia su valor de resistencia específico. Esto da como resultado un aumento o una disminución de la corriente que pasa a través del dispositivo, que luego se utiliza para indicar o medir la tensión involucrada. El efecto piezorresistivo se aprovecha para crear una gama de dispositivos semiconductores sensibles a la deflexión que se utilizan para registrar y medir fuerzas inductoras de tensión, como la aceleración y la presión.
Este tipo de sensor se construye típicamente con sustratos semiconductores como germanio, silicona policristalina, silicona amorfa y silicona monocristalina. Un sensor típico consta de un diafragma semiconductor sensible a la presión con varios contactos n + y p + conectados. La corriente eléctrica pasa a través de la oblea a una velocidad que depende de su resistencia. Esta transferencia de corriente y la lectura resultante difieren según los cambios de resistencia en el componente cuando el diafragma se expone a presión. Estos sensores varían en complejidad desde simples piezoresistores con rango limitado y estabilidad de temperatura hasta Piezo-FET altamente estables y precisos.
El sensor piezorresistivo se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones que involucran la medición de tensión mecánica. La industria automotriz los emplea como sensores de vacío y presión o para indicar los niveles de petróleo y gas. También se utilizan en el campo médico en dispositivos como equipos de medición de la presión arterial. Los medidores de profundidad utilizados por los buceadores de aguas profundas también emplean tecnología de sensores piezorresistivos para producir lecturas de profundidad precisas. Estos dispositivos también se utilizan en altímetros de aeronaves e instrumentos de presión barométrica.
Los sensores dependientes de la presión de este tipo también se utilizan a menudo en instrumentos de medición electrónicos que utilizan circuitos y componentes como el puente de Wheatstone y transistores bipolares. Los acelerómetros que se utilizan para medir la orientación posicional, la aceleración y las fuerzas de vibración también utilizan tecnología de sensor piezorresistivo para producir sus lecturas. Esta tecnología también se ha abierto camino en el entorno doméstico con muchos fabricantes de lavavajillas, aspiradoras y lavadoras que los utilizan en sus productos.