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分享一下四探針測試儀的測量原理
更新時間:2021-06-04 點擊次數:9239
    分享一下四探針電阻率測試儀的測量原理

  于半導體材料的電阻率,一般采用四探針、三探針和擴展電阻。

  電阻率是反映半導體材料導電性能的重要參數之一。測量電阻率的方法很多,四探針法是一種廣泛采用的標準方法。它的優點是設備簡單、操作方便,度高,對樣品的形狀無嚴格要求。

  常用的是直線型四探針。四根探針的針尖在同一直線上,并且間距相等,都是S,一般采用0.5mm的間距,不同的探針間距需要對測量結果做相應的校正。

  一般目前的四探針電阻率(電導率)測試儀均已配置厚度的修正,通過厚度數值的設置,計算出不同的樣品厚度對電阻率的影響。

  四探針法通常用來測量半導體的電阻率。四探針法測量電阻率有個非常大的優點,它不需要校準;有時用其它方法測量電阻率時還用四探針法校準。

  與四探針法相比,傳統的二探針法更方便些,因為它只需要操作兩個探針,但是處理二探針法得到的數據卻很復雜。如圖一,電阻兩端有兩個探針接觸,每個接觸點既測量電阻兩端的電流值,也測量了電阻兩端的電壓值。我們希望確定所測量的電阻器的電阻值,總電阻值:

  RT = V/I = 2RW + 2RC + RDUT;

  其中RW是導線電阻,RC是接觸電阻,RDUT是所要測量的電阻器的電阻,顯然用這種方法不能確定RDUT的值。矯正的辦法就是使用四點接觸法,即四探針法。如圖二,電流的路徑與圖一中相同,但是測量電壓使用的是另外兩個接觸點。盡管電壓計測量的電壓也包含了導線電壓和接觸電壓,但由于電壓計的內阻很大,通過電壓計的電流非常小,因此,導線電壓與接觸電壓可以忽略不計,測量的電壓值基本上等于電阻器兩端的電壓值。

  通過采用四探針法取代二探針法,盡管電流所走的路徑是一樣的,但由于消除掉了寄生壓降,使得測量變得了。四探針法在Lord Kelvin使用之后,變得十分普及,命名為四探針法。

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