压阻式压力传感器的工作原理是基于压阻效应。目前扩散硅(Si)压力传感器受制于Si材料自身的限制,需要冷却系统才能工作于高温环境。碳化硅(Si C)是第三代宽禁带半导体材料的典型代表,具有宽禁带、高热导率、高击穿场强和优良的机械性能,在高温、高频、大功率和恶劣环境有重要的应用,Si C压力传感器不需冷却系统有望在高温恶劣环境下使用。但是由于Si C材料的压阻系数小,传感器存在满量程输出小、灵敏度低等问题。本文基于Si C材料,理论分析和有限元仿真相结合,设计了高灵敏度Si C压力传感器,仿真了传感器的工作特性,研究了影响输出信号的因素。从弹性膜片的小扰度理论出发,基于线性度原则、灵敏度原则和安全性原则,根据信号输出特性,研究了压力传感器满量程与敏感膜片尺寸的关系;通过有限元仿真分析,研究了敏感膜片扰度和应力的分布规律。设计满量程为1.5 MPa时,敏感膜片的最优尺寸为半径800μm、膜厚40μm。基于压阻效应的原理,研究了压阻条排布对输出信号的影响规律,施加压力后,圆膜式传感器边缘处的压阻条阻值减小,中心处压阻条的阻值增大;优化后芯片在1.5 MPa压力下输出信号为88.57 m V,灵敏度为11.81μV/V/k Pa,高于文献报道的同类型压力传感器指标。基于压阻仿真分析,研究了压阻条尺寸及位置、敏感膜片尺寸和环境温度等因素对传感器输出信号的影响规律。输出信号与压阻条的厚度关系不大,但强烈受压阻条位置的影响,当边缘处压阻条位置距中心800μm时具有最高的输出特性;输出信号受敏感膜片尺寸影响非常大,灵敏度与膜片半径和膜厚的比值(a/t)的平方成正比;输出信号受温度影响较大,温度越高,输出信号越小,因此Si C压力传感器在高温下工作性能下降。基于Al N和Si C有相似的物理性能,仿真分析了Al N封装后传感器的热应力分布。结果表明,500?C下Al N和Si C材料之间的热应力远小于芯片受压后产生的机械应力,热应力对信号的输出影响非常小,且不会导致芯片和封装材料之间的破裂。对传感器进行了模态、谐响应、瞬态响应的结构动力学分析,芯片模型具有很高的固有频率(0.346 MHz)和很短的响应时间(1.75 ms)。