體積表面電阻五種測量模式的原理及電極配置要求

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。

   應用范圍 ：適用于測量實心導體或導電涂層等軸向電阻相對較小的材料，測量結果能較好地反映材料整體的導電性能。

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 從外側兩個探頭流入試樣，電壓 V 在內側兩個探頭間測量，電阻 R=V/I，再根據試樣橫截面積 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，根據試樣的形狀和尺寸進行選擇。

   應用范圍 ：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體材料、導電塑料等具有一定導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電場，電流檢測通過柱電極收集體積傳導電流，保護環接地以分流表面泄漏電流；測量表面電阻時，高壓輸出到環形電極建立表面電位梯度，電流檢測通過柱電極捕獲表面傳導電流，基板接地消除體內電流干擾。

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

   應用范圍 ：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、半導體材料以及各種復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性和靈活性。