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四探針電阻測(cè)試儀其結(jié)構(gòu)分別如下

點(diǎn)擊次數(shù)：268 發(fā)布時(shí)間：2025-10-20

　　四探針電阻測(cè)試儀是一種用于測(cè)量物質(zhì)電阻率、電阻及方塊電阻的專(zhuān)業(yè)設(shè)備，廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體材料、薄層材料檢測(cè)以及化工、建材等行業(yè)。它基于四探針接觸法設(shè)計(jì)，通過(guò)外側(cè)兩探針施加穩(wěn)定電流，內(nèi)側(cè)兩探針測(cè)量電勢(shì)差，實(shí)現(xiàn)電流-電壓分離測(cè)量，有效消除接觸電阻和引線(xiàn)電阻的干擾，確保測(cè)量結(jié)果的高精度。

　　該儀器適配多種樣品形態(tài)，包括塊狀、棒狀及薄膜材料，測(cè)量范圍覆蓋電阻率10??～10?Ω·cm，標(biāo)準(zhǔn)不確定度≤2%。其硬件配置先進(jìn)，采用液晶顯示屏與自動(dòng)溫度補(bǔ)償系統(tǒng)，二代機(jī)型配備自動(dòng)傳感測(cè)試架，減少探針與樣品接觸損傷。內(nèi)置計(jì)算機(jī)可自動(dòng)調(diào)整系數(shù)，通過(guò)接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與導(dǎo)出，提升操作便捷性。

　　四探針電阻測(cè)試儀的主要結(jié)構(gòu)：

　　1、四探針測(cè)試頭(Four-Point Probe Head)

　　這是儀器最核心的傳感部件，直接與樣品接觸。

　　四個(gè)探針(Probes)：

　　通常為等間距、直線(xiàn)排列的金屬針（常用鎢鋼、銥或鉑合金制成，硬度高、耐磨損）。

　　探針尖d非常尖銳（微米級(jí)），以減小接觸面積，但需避免劃傷樣品。

　　外側(cè)兩根探針：用于通入測(cè)量電流（I）。

　　內(nèi)側(cè)兩根探針：用于測(cè)量電壓降（V）。

　　探針支架/探頭座：

　　精密固定四個(gè)探針，確保其間距（s）恒定且精確（常見(jiàn)間距為1mm）。

　　通常采用絕緣材料（如陶瓷、特種塑料）制造，防止漏電。

　　探針驅(qū)動(dòng)/加載機(jī)構(gòu)：

　　可通過(guò)手動(dòng)旋鈕、杠桿或電動(dòng)馬達(dá)控制探針的垂直升降。

　　配備恒力彈簧或壓力傳感器，確保探針以恒定、可控的壓力接觸樣品表面，避免壓力過(guò)大損傷樣品或過(guò)小導(dǎo)致接觸不良。

　　2、樣品臺(tái)(Sample Stage)

　　平臺(tái)：平坦、堅(jiān)固的基座，用于放置待測(cè)樣品。材質(zhì)通常為絕緣或?qū)щ娦钥煽氐牟牧稀?/div>

　　定位裝置：

　　可能配備X-Y軸平移平臺(tái)（手動(dòng)或電動(dòng)），方便在樣品不同位置進(jìn)行多點(diǎn)測(cè)量。

　　部分高級(jí)型號(hào)帶有顯微鏡或攝像頭，用于精確定位測(cè)量區(qū)域。

　　接地/屏蔽：良好的接地設(shè)計(jì)，減少電磁干擾。

　　3、電氣測(cè)量單元(Electrical Measurement Unit)

　　這是儀器的“大腦”和“心臟”，負(fù)責(zé)產(chǎn)生電流、測(cè)量電壓并計(jì)算結(jié)果。

　　恒流源(Constant Current Source)：

　　向外側(cè)兩個(gè)探針提供一個(gè)高度穩(wěn)定、可調(diào)的直流電流（I），范圍通常從微安（μA）到毫安（mA）。

　　電流的穩(wěn)定性直接影響測(cè)量精度。

　　高輸入阻抗電壓表(High-Impedance Voltmeter)：

　　測(cè)量?jī)?nèi)側(cè)兩個(gè)探針間的電壓差（V）。

　　輸入阻抗高（>10¹²Ω），確保流過(guò)電壓測(cè)量回路的電流極小，幾乎不產(chǎn)生額外壓降，保證電壓測(cè)量的準(zhǔn)確性。

　　歐姆表/電阻率計(jì)算模塊：

　　內(nèi)置處理器，根據(jù)測(cè)得的電流（I）和電壓（V），利用預(yù)設(shè)的幾何修正公式自動(dòng)計(jì)算出：

　　電阻率ρ（單位：Ω·cm）

　　方塊電阻Rs（單位：Ω/□或ohms per square）

　　計(jì)算公式（理想無(wú)限大薄樣品）：Rs=(π/ln2)*(V/I)≈4.532*(V/I)

　　4、控制與顯示系統(tǒng)(Control and Display System)

　　控制面板/觸摸屏：

　　用于設(shè)置測(cè)量參數(shù)，如測(cè)試電流大小、測(cè)量模式（電阻率/方阻）、測(cè)量時(shí)間、探針間距等。

　　數(shù)字顯示屏：

　　實(shí)時(shí)顯示測(cè)量結(jié)果（V,I,R,Rs,ρ）、單位、狀態(tài)信息（如“測(cè)量中”、“完成”）。

　　功能按鍵：?jiǎn)?dòng)/停止測(cè)量、切換模式、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等。

　　5、電源系統(tǒng)(Power Supply)

　　為恒流源、電壓表、控制系統(tǒng)和可能的驅(qū)動(dòng)電機(jī)提供穩(wěn)定的工作電壓。

　　可能是內(nèi)置電池（便攜式）或外接交流電源適配器。

　　6、連接線(xiàn)纜(Cables)

　　探針線(xiàn)纜：多芯屏蔽電纜，將四個(gè)探針?lè)謩e連接到電氣測(cè)量單元的對(duì)應(yīng)通道，確保信號(hào)傳輸穩(wěn)定，減少干擾。

　　電源線(xiàn)：連接外部電源。

　　7、（可選）輔助功能組件

　　計(jì)算機(jī)接口（USB,RS232,Ethernet）：用于數(shù)據(jù)導(dǎo)出、遠(yuǎn)程控制或集成到自動(dòng)化系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能：可存儲(chǔ)多組測(cè)量數(shù)據(jù)。

　　溫度控制臺(tái)：用于研究材料電阻率隨溫度的變化。

　　自動(dòng)探針臺(tái)：在半導(dǎo)體晶圓測(cè)量中，可自動(dòng)定位和測(cè)量多個(gè)點(diǎn)。

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