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體積表面電阻五種測量模式的原理及電極配置要求

閱讀:141發(fā)布時間:2025-6-30

體積表面電阻五種測量模式的原理及電極配置要求

兩探頭測量模式

   原理 :在試樣軸向兩端施加電壓,測量通過試樣軸向電流,根據(jù)歐姆定律計算出電阻值。

   電極配置 :通常使用兩個同軸圓柱形電極或兩個平行平板電極。同軸圓柱形電極中,外電極套在內(nèi)電極外面,兩者之間有一定的絕緣間隙;平行平板電極則將試樣放置在兩個平行的平板電極之間。

   應(yīng)用范圍 :適用于測量實心導(dǎo)體或?qū)щ娡繉拥容S向電阻相對較小的材料,測量結(jié)果能較好地反映材料整體的導(dǎo)電性能。

四探頭測量模式

   原理 :在試樣上呈直線排列的四個等距探頭中,電流 I 從外側(cè)兩個探頭流入試樣,電壓 V 在內(nèi)側(cè)兩個探頭間測量,電阻 R=V/I,再根據(jù)試樣橫截面積 A 和探頭間距 L,計算出體積電阻率 ρ=RA/L。

   電極配置 :四個探頭通常呈直線排列,且彼此之間的間距相等。探頭可以是針狀、柱狀或平板狀等不同形式,根據(jù)試樣的形狀和尺寸進行選擇。

   應(yīng)用范圍 :有效避免了兩探頭測量時接觸電阻和試樣幾何尺寸的影響,特別適用于測量半導(dǎo)體材料、導(dǎo)電塑料等具有一定導(dǎo)電性的材料的體積電阻率。此外,也可用于測量薄層材料的電阻率,通過測量薄層表面的電阻并結(jié)合薄層厚度,進一步計算出體積表面電阻率。

三電極測量模式

   原理 :包括一個高壓電極、一個測量電極和一個保護電極。當測量體積電阻時,高壓輸出到基板電極形成體內(nèi)電場,電流檢測通過柱電極收集體積傳導(dǎo)電流,保護環(huán)接地以分流表面泄漏電流;測量表面電阻時,高壓輸出到環(huán)形電極建立表面電位梯度,電流檢測通過柱電極捕獲表面?zhèn)鲗?dǎo)電流,基板接地消除體內(nèi)電流干擾。

   電極配置 :高壓電極用于施加測量電壓,通常為圓形或環(huán)形;測量電極用于檢測流過試樣的電流,一般為柱狀或環(huán)狀;保護電極主要用于減少泄漏電流對測量結(jié)果的影響,通常包圍在測量電極周圍。

   應(yīng)用范圍 :可分別精確測量體積電阻和表面電阻,能夠有效避免表面泄漏電流和體積電流的相互干擾,適用于測量絕緣材料、半導(dǎo)體材料以及各種復(fù)合材料等的體積電阻和表面電阻。

單探頭測量模式

   原理 :將一個探頭與試樣接觸,通過在探頭和試樣之間施加電壓,測量流經(jīng)試樣的電流,從而計算出電阻值。這種模式下,試樣的另一端通常接地或連接到一個已知電阻上,以形成電流回路。

   電極配置 :一般采用一個金屬探頭,其形狀和尺寸根據(jù)試樣的形狀和測量要求而定,常見的有球形、針形和平板形等。

   應(yīng)用范圍 :適用于測量一些表面電阻較高的材料,或者對于形狀不規(guī)則、難以使用其他測量模式的試樣,單探頭測量模式具有較好的適應(yīng)性和靈活性。



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