目前測(cè)試電阻率的方法有很多,今天我們就介紹下常用的四點(diǎn)探針法電阻率測(cè)試儀,也叫四探針方阻/電阻率測(cè)試儀;與傳統(tǒng)的四端法電阻率測(cè)試儀的區(qū)別,很多用戶常常搞不清楚,而且經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)買錯(cuò),從而給生產(chǎn)生活帶來困惑;今天就從以下幾個(gè)方面來講解:
一、 測(cè)量原理不同
1.1. 四端法是上通用的測(cè)量低值電阻的標(biāo)準(zhǔn)方法之一,它是通過測(cè)量待測(cè)電阻兩端電
壓和流經(jīng)的電流來確定數(shù)值的,一般來說測(cè)試的都是材料體積電阻,也就是體積電阻率
.
2. 四點(diǎn)探針法又稱四探針法通常用來測(cè)量半導(dǎo)體的電阻率。四探針法測(cè)量電阻率有個(gè)非常大的優(yōu)點(diǎn),它不需要校準(zhǔn);有時(shí)用其它方法測(cè)量電阻率時(shí)還用四探針法校準(zhǔn)。
四端法的原理是恒流電源通過兩個(gè)電流探針將電流供給待測(cè)低值電阻,電壓則通過兩個(gè)電壓引線來測(cè)量由恒流電源所供電流而在待測(cè)低值電阻上所形成的電位差Ux。由于兩個(gè)電流引線在兩個(gè)電壓引線之外
四探針一般測(cè)試的都是厚度在4mm以內(nèi)的涂層或者薄層材料,當(dāng)然還有些電類材料雖然厚度較厚,但是也適用這種方法來測(cè)量.
,因此可排除電流引線接觸電阻和引線電阻對(duì)測(cè)量的影響。又由于數(shù)字電壓表的輸入阻抗很高,電壓引線接觸電阻和引線電阻對(duì)測(cè)量的影響可忽略不計(jì)。
四端法具有直接,且克服觸點(diǎn)電阻和引線電阻等特點(diǎn),適用于各類電阻的測(cè)量,尤其是低值電阻的測(cè)量。
二、 測(cè)試方法不同
四端法測(cè)試的是材料的體積電阻,電流流過被測(cè)樣品整個(gè)體積,在電流流過的方向上取值電壓,而四探針法主要是在測(cè)試被測(cè)樣品的面電阻,也就是整個(gè)探針間距電流擴(kuò)散在整個(gè)樣品表面的電阻,所以也稱為表面電阻測(cè)試,這個(gè)方法更多適用于半導(dǎo)體備制下對(duì)電導(dǎo)率的分析,比如,涂層材料,復(fù)合材料,高純材料的測(cè)量
三、 測(cè)試結(jié)果的計(jì)算方法不同
1.四端法的計(jì)算方法:R=U/I
3. 四探針法計(jì)算就比較復(fù)雜了,測(cè)試等效電路
4.
4.四探針法測(cè)試薄層樣品方阻計(jì)算和測(cè)試原理如下:
直線四探針測(cè)試布局如圖8,相鄰針距分別為S1、S2、S3,根據(jù)物理基礎(chǔ)和電學(xué)原理:
當(dāng)電流通過1、4探針,2、3探針測(cè)試電壓時(shí)計(jì)算如下:
四探針測(cè)試結(jié)構(gòu)圖8
當(dāng)電流通過1、2探針,4、3探針測(cè)試電壓時(shí)計(jì)算如下:
從以上計(jì)算公式可以看出:方阻RS只取決于R1和R2,與探針間距無關(guān).針距相等與否對(duì)RS的結(jié)果無任何影響,本公司所生產(chǎn)之探針頭全部采用等距,偏差微小,對(duì)測(cè)試結(jié)果更加。
2.儀器工作原理圖
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圖9
舉例說明
設(shè)置鍵 系統(tǒng)鍵
USB接口 液晶顯示器 顯示鍵 數(shù)字鍵 觸發(fā)鍵
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確定
退格
電源開關(guān) 接地 測(cè)試接線端口
功能選擇鍵 方向鍵 確定鍵
圖為:FT-340系列四探針電阻率測(cè)試儀
技術(shù)參數(shù)介紹
規(guī)格型號(hào) |
FT-331 |
FT-332 |
FT-333 |
FT-334 |
FT-335 |
FT-336 |
1.方塊電阻范圍 |
10-5~2×105Ω/□ |
10-4~2×103Ω/□ |
10-3~2×105Ω/□ |
10-3~2×103Ω/□ |
10-2~2×105Ω/□ |
10-2~2×103Ω/□ |
2.電阻率范圍 |
10-6×106Ω-cm |
10-5×104Ω-cm |
10-4~2×106Ω-cm |
10-4~2×104-cm |
10-3~2×106Ω-cm |
10-3~2×104-cm |
3.測(cè)試電流范圍 |
0.1μA ,1μA,10μA,100µA,1mA,10mA,100 mA |
10μA,100µA,1mA,10mA,100 mA |
0.1μA ,1μA,10μA,100µA,1mA,10mA,100 mA |
10μA,100µA,1mA,10mA, 100 mA |
0.1μA,1μA,10μA,100µA,1mA,10mA,100 mA |
1μA,10μA,100µA,1mA,10mA,100 mA |
4.電流精度 |
±0.1%讀數(shù) |
±0.2%讀數(shù) |
±0.2%讀數(shù) |
±0.3%讀數(shù) |
±0.3%讀數(shù) |
±0.3%讀數(shù) |
5.電阻精度 |
≤0.3% |
≤0.3% |
≤0.3% |
≤0.5% |
≤0.5% |
≤0.5% |
6.顯示讀數(shù) |
液晶顯示:電阻、電阻率、方阻、溫度、單位換算、溫度系數(shù)、電流、電壓、探針形狀、探針間距、厚度 、電導(dǎo)率 |
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7.測(cè)試方式 |
普通單電測(cè)量 |
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8.工作電源 |
輸入: AC 220V±10% ,50Hz 功 耗:<30W |
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9.整機(jī)不確定性誤差 |
≤4%(標(biāo)準(zhǔn)樣片結(jié)果) |