Halvledertryksensorer kan opdeles i to kategorier, den ene er baseret på princippet om, at I-υ-karakteristika for halvleder-PN-forbindelsen (eller schottky-forbindelsen) ændres under stress. Ydeevnen af ​​dette trykfølsomme element er meget ustabil og er ikke blevet udviklet særlig meget. Den anden er sensoren baseret på halvleder piezoresistive effekt, som er den vigtigste variant af halvleder tryksensor. I de tidlige dage var halvleder-strain gauges for det meste fastgjort til elastiske elementer for at lave forskellige spændings- og strain-måleinstrumenter. I 1960'erne, med udviklingen af ​​halvleder-integreret kredsløbsteknologi, dukkede en halvledertryksensor med diffusionsmodstand som piezoresistivt element op. Denne form for tryksensor har en enkel og pålidelig struktur, ingen relative bevægelige dele, og det trykfølsomme element og det elastiske element i sensoren er integreret, hvilket undgår mekanisk forsinkelse og krybning og forbedrer sensorens ydeevne.

Piezoresistiv effekt af halvleder Halvleder har en karakteristik relateret til ekstern kraft, det vil sige, at modstanden (repræsenteret ved symbolet ρ) ændres med den spænding, den bærer, hvilket kaldes piezoresistiv effekt. Den relative ændring af resistivitet under påvirkning af enhedsspænding kaldes piezoresistiv koefficient, som udtrykkes ved symbolet π. Udtrykt matematisk som ρ/ρ = π σ.

Hvor σ repræsenterer stress. Ændringen af ​​modstandsværdien (R/R) forårsaget af halvledermodstand under stress bestemmes hovedsageligt af ændringen af ​​resistivitet, så udtrykket for piezoresistiv effekt kan også skrives som R/R=πσ.

Under påvirkning af ydre kraft genereres visse spændinger (σ) og tøjninger (ε) i halvlederkrystaller, og forholdet mellem dem bestemmes af Youngs modul (Y) af materialet, det vil sige Y=σ/ε.

Hvis den piezoresistive effekt udtrykkes af belastningen på halvlederen, er den R/R=Gε.

G kaldes tryksensorens følsomhedsfaktor, som repræsenterer den relative ændring af modstandsværdien under enhedsbelastning.

Piezoresistiv koefficient eller følsomhedsfaktor er den grundlæggende fysiske parameter for halvleder-piezoresistiv effekt. Forholdet mellem dem, ligesom forholdet mellem spænding og belastning, bestemmes af Youngs modul af materialet, det vil sige g = π y.

På grund af anisotropien af ​​halvlederkrystaller i elasticitet ændres Youngs modul og piezoresistive koefficient med krystalorientering. Størrelsen af ​​halvlederens piezoresistive effekt er også tæt forbundet med halvlederens resistivitet. Jo lavere resistivitet, jo mindre følsomhedsfaktor. Den piezoresistive effekt af diffusionsmodstand bestemmes af krystalorienteringen og urenhedskoncentrationen af ​​diffusionsmodstanden. Urenhedskoncentrationen refererer hovedsageligt til overfladeurenhedskoncentrationen i diffusionslaget.