Was ist der Unterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiver

Der Schlüsselunterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiver ist, dass piezoelektrisches Vorhandensein von elektrischer Polarisation bezieht.

Piezoelektrizität ist die elektrische Ladung, die sich in einigen festen Materialien ansammelt, darunter Kristalle, einige Keramiktypen und biologische Materialien, zu denen Knochen, DNA und Proteine ​​gehören. Piezoresistiver Effekt ist das Gegenteil dieses Phänomens.

INHALT

1. Überblick und wichtiger Unterschied
2. Was ist piezoelektrisch 
3. Was ist piezoresistiv?
4. Piezoelektrisch und piezoresistiv in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung -piezoelektrische gegen Piezoresistive 

Was ist piezoelektrisch?

Piezoelektrisches bezieht sich auf das Vorhandensein einer elektrischen Polarisation, die sich aus der Anwendung mechanischer Spannung ergibt. Dieses Phänomen ist als Piezoelektrizität bekannt. Piezoelektrizität ist die elektrische Ladung, die sich in einigen festen Materialien ansammelt, darunter Kristalle, einige Keramiktypen und biologische Materialien, die Knochen, DNA und Proteine ​​umfassen. Diese Akkumulation von elektrischen Ladungen erfolgt als Reaktion auf angelegte mechanische Spannung. Mit anderen Worten, die Piezoelektrizität ist Elektrizität, der aus dem Druck und der latenten Wärme stammt.

Abbildung 01: eine piezoelektrische Balance

Im Allgemeinen ergibt sich der piezoelektrische Effekt aus der linearen elektromechanischen Wechselwirkung zwischen mechanischen und elektrischen Phasen in den kristallinen Materialien ohne Inversionssymmetrie. Darüber hinaus kann der piezoelektrische Effekt als reversibler Prozess identifiziert werden. Mit anderen Worten, Materialien, die den piezoelektrischen Effekt zeigen können. Der umgekehrte Prozess ist die interne Erzeugung einer mechanischen Dehnung, die aus dem angelegten elektrischen Feld stammt.

In Anbetracht der Geschichte dieses Effekts wurde es erstmals von den französischen Physikern Jacques und Pierre Curie im Jahr 1880 entdeckt. Seitdem hat dieser Effekt viele Anwendungen gehabt, einschließlich der Produktion und Erkennung von Schall, Tintenstrahldruck, Erzeugung von Hochspannungsstrom, Mikrobalanzen usw.

Was ist piezoresistiv??

Piezoresistiv bezieht sich auf das Vorhandensein einer Änderung des elektrischen Widerstands eines Halbleiters bei der Anwendung mechanischer Dehnung. Dies ist das Gegenteil des piezoelektrischen Effekts. Es kann eine Änderung nur im elektrischen Widerstand verursachen (nicht im elektrischen Potential). Der piezoresistive Effekt wurde erstmals 1856 von Lord Kelvin unter Verwendung von Meta -Geräten unter Anwendung einer mechanischen Belastung entdeckt.

In Leitern und Halbleitern ergibt sich Änderungen des interatomaren Abstands aus dem Stammeffekt der Bandgaps, was es den Elektronen leicht macht, sich zum Leitungsband zu bewegen. Diese Bewegung führt zu einer Veränderung des Widerstands von Materialien.

Normalerweise tritt Piezoresistivität in Metallen aufgrund der Änderung der Geometrie auf, die aus der Anwendung von mechanischer Spannung herrührt. Auch wenn der piezoresistive Effekt in einigen Materialien gering ist, ist er nicht vernachlässigbar. Wir können einfach den piezoresistiven Effekt unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnen, die aus dem Ohmschen Gesetz abgeleitet ist.

In der obigen Gleichung ist R der Widerstand, der Widerstand, L ist die Leiterlänge und A ist der Querschnittsbereich des Stromflusses.

Was ist der Unterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiver?

Piezoelektrische und piezoresistive Begriffe, die sich gegenseitig entgegensetzen. Der Hauptunterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiver besteht darin, dass piezoelektrisches Vorhandensein einer elektrischen Polarisierung bezieht, die sich aus der Anwendung von mechanischer Spannung ergibt, während sich piezoresistiv auf das Vorhandensein einer Änderung des elektrischen Widerstands eines Halbeiterwechsels bezieht.

Die folgende Tabelle fasst den Unterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiv zusammen.

Zusammenfassung -piezoelektrische gegen Piezoresistive

Piezoelektrische und piezoresistive Begriffe, die sich gegenseitig entgegensetzen. Der Hauptunterschied zwischen piezoelektrisch und piezoresistiver besteht darin, dass piezoelektrisches Vorhandensein von elektrischer Polarisierung bedeutet.

Referenz:

1. „Wie Piezoelektrizität funktioniert.” Eagle Blog, 2. Februar. 2021.

Bild mit freundlicher Genehmigung:

1. "Piezoelektrisches Gleichgewicht von Pierre Curie an Lord Kelvin, Hunterian Museum, Glasgow" von Stephencdickson - eigene Arbeit (CC BY -SA 4).0) über Commons Wikimedia