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分享一下四探针电阻率测试仪的测量原理
时间:2019-06-12 点击次数:806
    分享一下四探针电阻率测试仪的测量原理

  于半导体材料的电阻率,一般采用四探针、三探针和扩展电阻。

  电阻率是反映半导体材料导电性能的重要参数之一。测量电阻率的方法很多,四探针法是一种广泛采用的标准方法。它的优点是设备简单、操作方便,度高,对样品的形状无严格要求。

  常用的是直线型四探针。四根探针的针尖在同一直线上,并且间距相等,都是S,一般采用0.5mm的间距,不同的探针间距需要对测量结果做相应的校正。

  一般目前的四探针电阻率(电导率)测试仪均已配置厚度的修正,通过厚度数值的设置,计算出不同的样品厚度对电阻率的影响。

  四探针法通常用来测量半导体的电阻率。四探针法测量电阻率有个非常大的优点,它不需要校准;有时用其它方法测量电阻率时还用四探针法校准。

  与四探针法相比,传统的二探针法更方便些,因为它只需要操作两个探针,但是处理二探针法得到的数据却很复杂。如图一,电阻两端有两个探针接触,每个接触点既测量电阻两端的电流值,也测量了电阻两端的电压值。我们希望确定所测量的电阻器的电阻值,总电阻值:

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

  其中RW是导线电阻,RC是接触电阻,RDUT是所要测量的电阻器的电阻,显然用这种方法不能确定RDUT的值。矫正的办法就是使用四点接触法,即四探针法。如图二,电流的路径与图一中相同,但是测量电压使用的是另外两个接触点。尽管电压计测量的电压也包含了导线电压和接触电压,但由于电压计的内阻很大,通过电压计的电流非常小,因此,导线电压与接触电压可以忽略不计,测量的电压值基本上等于电阻器两端的电压值。

  通过采用四探针法取代二探针法,尽管电流所走的路径是一样的,但由于消除掉了寄生压降,使得测量变得了。四探针法在Lord Kelvin使用之后,变得十分普及,命名为四探针法。

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