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(jì)算出電阻值。

   電極配置 ：通常使用兩個(gè)同軸圓柱形電極或兩個(gè)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(gè)平行的平板電極之間。

   應(yīng)用范圍 ：適用于測量實(shí)心導(dǎo)體或?qū)щ娡繉拥容S向電阻相對(duì)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(gè)等距探頭中，電流 I 從外側(cè)兩個(gè)探頭流入試樣，電壓 V 在內(nèi)側(cè)兩個(gè)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(jì)算出體積電阻率 ρ=RA/L。

   電極配置 ：四個(gè)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(jìn)行選擇。

   應(yīng)用范圍 ：有效避免了兩探頭測量時(shí)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(jìn)一步計(jì)算出體積表面電阻率。

三電極測量模式

   原理 ：包括一個(gè)高壓電極、一個(gè)測量電極和一個(gè)保護(hù)電極。當(dāng)測量體積電阻時(shí)，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(hù)環(huán)接地以分流表面泄漏電流；測量表面電阻時(shí)，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(hù)電極主要用于減少泄漏電流對(duì)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(gè)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(jì)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(gè)已知電阻上，以形成電流回路。

   電極配置 ：一般采用一個(gè)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(duì)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。