DE1215768B - Anordnung zum Schutz gegen mechanische UEberlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlers - Google Patents

Anordnung zum Schutz gegen mechanische UEberlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlers

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DE1215768B
DE1215768B DES93421A DES0093421A DE1215768B DE 1215768 B DE1215768 B DE 1215768B DE S93421 A DES93421 A DE S93421A DE S0093421 A DES0093421 A DE S0093421A DE 1215768 B DE1215768 B DE 1215768B
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piezoresistive
elastic medium
semiconductor system
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arrangement according
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DES93421A
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English (en)
Inventor
Dr-Ing Heinz Henker
Dipl-Ing Kornelis Noss
Dipl-Phys Dr-Ing Wolfga Touchy
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Siemens Corp
Original Assignee
Siemens Corp
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/18—Measuring force or stress, in general using properties of piezo-resistive materials, i.e. materials of which the ohmic resistance varies according to changes in magnitude or direction of force applied to the material
    • G—PHYSICS
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    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L1/00—Measuring force or stress, in general
    • G01L1/26—Auxiliary measures taken, or devices used, in connection with the measurement of force, e.g. for preventing influence of transverse components of force, for preventing overload
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/08—Mouthpieces; Microphones; Attachments therefor
    • H04R1/083—Special constructions of mouthpieces
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; ELECTRIC HEARING AIDS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R23/00—Transducers other than those covered by groups H04R9/00 - H04R21/00
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Description

  • Anordnung zum Schutz gegen mechanische Überlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlers Bei piezoresistiven elektromechanischen Wandlerorganen wird ein Halbleitersystem, welches beispielsweise pn-Übergänge aufweisen kann, verwendet, auf das mittels eines mechanischen Druck übertragenden Druckstiftes das mechanische Signal übertragen wird.
  • Dabei bedeuten mechanische Überlastungen eine erhebliche Gefahr für das Halbleitersystem. Einerseits können die Überlastungen dabei so groß werden, daß das System vollkommen zerstört wird. Aber auch bei Überlastungen, die zwar noch nicht zur vollkommenen Zerstörung führen, können schon mechanische Oberflächenstörungen auftreten, welche die elektrischen Eigenschaften des Halbleiters in unzulässiger Weise verändern.
  • Ein Beispiel dafür wäre die Überlastung durch zu hohe Schalldrücke bei Anwendung als Mikrofon.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich daher auf eine Anordnung zum Schutz gegen mechanische Überlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlerorgans mit dem Kennzeichen, daß das piezoresistive Halbleitersystem auf ein elastisches Medium aufgesetzt ist und daß das elastische System das Halbleitersystem bei Abwesenheit von äußeren in elektrische Signale umzuwandelnden Kräften entgegen der Richtung der umzuwandelnden Kräfte gegen ein Widerlager drückt.
  • In Weiterbildung der Erfindung ist als elastisches Medium eine Feder vorgesehen, welche so weit vorgespannt ist, daß die aufgewendete Vorspannungskraft kleiner oder gleich der maximalen Kraft ist, mit der das Halbleitersystem maximal beaufschlagt werden darf.
  • Der Druckstift kann in ein zähes Medium eingebettet sein.
  • Eine günstige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Masse des Halbleitersystems zusammen mit der Masse des elastischen Mediums so klein ist, daß die bei Beschleunigung des Systems auftretenden Massenkräfte klein - vorzugsweise 10 0/o - gegen die durch das elastische Medium ausgeübte Kraft ist.
  • An Hand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert.
  • Das schematisch dargestellte Halbleitersystem 1 ist auf einen leitenden Träger 2 aufgesetzt. Dieser liegt auf der Feder 3 auf, welche ihrerseits mit dem Gehäuse 4 verbunden ist. Über die Spitze 6 wird die steuernde mechanische Kraft P in Pfeilrichtung aufgebracht. Elektrisch ist das Halbleitersystem über die Zuleitungen 7 und 8 zugänglich.
  • Ist die Kraft gleich Null, so befindet sich die Feder in einer Ruhelage, welche durch die maximal zulässige Kraft P festgelegt ist. Diese Kraft wird durch das als Widerlager wirkende Gehäuse 4 oder mittels einer Schraube eingestellt.
  • Damit ist erreicht, daß bei zulässigen Werten der Kraft P das Halbleitersystem 1 in seiner Stellung verharrt. Bei Werten, welche über dem maximal zulässigen liegen, weicht das System nach unten aus, so daß schädliche mechanische Einflüsse auf den Halbleiter ausgeschlossen sind.
  • Da sich der Druckstift bei Überlastung vom Halbleitersystem abheben kann, kann zweckmäßig ein - rein schematisch dargestelltes - zähflüssiges Medium 5 vorgesehen werden, das die Rückbewegung dämpft, so daß ein hartes Aufprallen des Druckstiftes auf dem System vermieden wird.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Anordnung zum Schutz gegen mechanische Überlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlerorgans, d a durch gek e n n -z e i c h n e t, daß das piezoresistive Halbleitersystem auf ein elastisches Medium aufgesetzt ist und daß das elastische Medium das Halbleitersystem bei Abwesenheit von äußeren in elektrische Signale umzuwandelnden Kräften entgegen der Richtung der umzuwandelnden Kräfte gegen ein Widerlager drückt.
  2. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als elastisches Medium eine Feder Verwendung findet.
  3. 3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Medium so weit vorgespannt ist, daß die aufgewendete Vorspannkraft kleiner oder gleich der maximalen Kraft ist, mit der das Halbleitersystem maximal beaufschlagt werden darf.
  4. 4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift in ein zähes Medium eingebettet ist.
  5. 5. Anordnung nach einem der-Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse des Halbleitersystems zusammen mit der Masse des elastischen Mediums so klein ist, daß die bei Beschleunigung des Systems auftretenden Massenkräfte klein - vorzugsweise 1O0/o - gegen die durch das elastische Medium ausgeübte Kraft ist.
DES93421A 1964-09-29 1964-09-29 Anordnung zum Schutz gegen mechanische UEberlastung eines piezoresistiven elektromechanischen Wandlers Pending DE1215768B (de)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3639812A (en) * 1968-12-04 1972-02-01 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Mechanoelectrical transducer having a pressure applying pin fixed by metallic adhesion
US3686542A (en) * 1970-11-23 1972-08-22 Nasa Semiconductor transducer device

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GB1045846A (en) 1966-10-19
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