檢測導體內阻率的方式是通過一對引線強制電壓流過樣品,用另一對引線檢測其電壓降來決定已知幾何規格的樣品的阻值。其實,檢測內阻率使用的具體方式決定于樣品的大小和形狀。并且所有的方式都須要使用靈敏的電流表和電壓源或微歐姆計來進行檢測電阻的測量的教學反思,由于要檢測的內阻通常都十分小。
本文引用地址:
整塊材料(Bulk)的內阻率
圖4-46示出測試整塊材料,如金屬棒或金屬條內阻率的系統。將電壓源連到樣品的兩端。電流表的引線則按已知的距離放置。按照樣品的橫截面積和電流表引線之間的距離估算出阻值率:
其中:ρ=以分米-歐姆為單位的內阻率
V=電流表檢測的電流
I=電壓源電壓
A=以分米2為單位的樣品的橫截面積(w×t)
L=以分米為單位的電流表引線之間的距離
為了補償熱電動勢的影響,在正向測試電壓之下得到一個電流讀數,再在負向測試電壓之下得到另一個電流讀數。將這兩個電流讀數的絕對值進行平均電阻的測量的教學反思,并將其用在公式的VI中。大多數材料都具有很大的氣溫系數,所以一定要將樣品保持在已知的氣溫之下。
使用四探針法
四探針法用在特別薄的樣品,比如外延晶片片和導電鍍層上。圖4-47是四點同線探針用于內阻率檢測的配置圖。電壓從兩個外部的探針加入,而電壓降則在兩個內部的探針之間檢測。表面內阻率的估算公式為:
其中:σ=以歐姆/□為單位的表面內阻率
V=電流表測得的電流
I=電壓源電壓
注意,表面內阻率的單位抒發為歐姆/□,以區別于檢測出的內阻(V/I)。對于極薄或極厚的樣品,可能須要使用修正質數對內阻率的估算進行修正。
范德堡vanderPauw法
盡管范德堡vanderPauw內阻率檢測法主要用于半導體工業,并且也可用于其它一些應用工作,比如拿來確定超導體或其它薄片材料的內阻率。vanderPauw法用于扁平、厚度均勻、任意形狀,而不富含任何隔離的孔的樣品材料。如圖4-48所示,接觸點應該很小,而且安放到樣品的外圍。
圍繞樣品進行8次檢測。對這種讀數進行物理組合來決定樣品的平均內阻率。有關vanderPauw法的更進一步的信息可以在ASTM標準F76中找到。
圖4-49示出使用vanderPauw法決定導電樣品內阻率的完整系統。該系統包括拿來提供流過樣品的電壓的6220型電壓源和拿來檢測形成的電壓降的2182A型納伏表。由7168型納伏卡和7156型通用卡組成的開關矩陣在四個樣品端子上切換電流表和電壓源。這種開關卡必須根據圖中所示進行聯接。從7168卡到樣品的聯接必須使用不鍍銅的鋁線便于將熱電動勢降到最低。之后,必須將那些從7168卡的聯接延展到7156卡。7001型掃描器主機控制這種開關卡。
為了向端子3和4送入電壓,應該閉合通道7L和4H。而檢測端子1和2之間的電壓降則應該閉合通道15L和12H。
倘若被測樣品的阻值率范圍很寬,可以用7065型霍爾效應卡來取代7168和7156掃描器卡。