表面電阻率和體電阻率的測量以及變換極性和變換電壓
濕度對表面電阻率測量有重大的影響,對體電阻率的測量也有影響,只是其程度要小一些。濕度將使表面電阻率的測量結果比正常情況低一些。
為了對特定的測試工作進行準確的比較,在一次測試和另一次測試之間,施加的電壓、充電時間和環境條件都應當保持恒定。
使用Keithley 8009型電阻率測試盒
使用8009型電阻率測試盒時不需要進行樣品準備工作。這個測試夾具提供標準化的電極配置,不需要在樣品上噴涂電極或使用水銀填充的環。使用這個測試夾具時,推薦的樣品尺寸為直徑2.5到4英寸,厚度可達0.125英寸。
某些特別硬的樣品,如玻璃、環氧樹脂和陶瓷等需要在不銹鋼電極和樣品表面之間有一個接觸面。8009型備有頂部和底部電極的導電橡膠,以增強樣品和測試夾具之間的表面接觸。由于電極的面積變成了接觸介質的面積,所以需要特別注意。如果與電極的配置和尺寸不同,系統提供的變換常數可能無效。
8009型采用了一種安全互鎖機構,在測試夾具的蓋子關閉之前,高電壓不能施加到電極上。此裝置還對樣品進行屏蔽,使其不受靜電干擾的影響。
偏置修正技術
在測量電阻率非常高的材料時,背景電流可能會引起測量誤差。背景電流可能是由材料中儲存的電荷(介電吸收)、靜電或摩擦電的電荷或壓電效應引起的。背景電流可能等于或大于所加電壓源激勵出的電流。如果背景電流和測量的電流同極性,那么測量出的電流值將會比真值大得多。如果背景電流是反極性的,那么這種不希望有的電流可能會引起反極性的電流讀數。這就是說,電流的極性和所加電壓的極性相反,于是計算出的電阻將為負值。為了解決這個問題,采用變換極性和變換電壓的方法實際上可以消除背景電流對樣品的影響。
變換極性法
變換極性法施加一個正極性的偏置電壓,然后在規定的延遲時間后測量電流。接著將極性反向,經過同樣的延遲時間再測量電流。這種極性反轉過程可以重復任意的次數。根據最近的電流測量結果,按照加權平均可以計算出電阻值。
6517A型靜電計與變換極性法已被做成一個現成的測試程序。使用這個方法,用戶輸入測試電壓、測量時間和重復次數。儀器就計算出最后的電阻值并將其存入存儲器。
6524型高阻測試軟件使用戶能夠觀察由施加變換極性測試電壓所產生的實際電流波形。典型的波形示于圖4-24。注意在使用正、負測試電壓時電流的指數衰減情況。圖中標記出的X表示根據最后幾次測量結果的加權平均計算出的電流。

除了高阻測試之外,該軟件還包括其它三種程序。高阻步進響應程序(HI-R Step Re sponse Program)分析加上一個電壓激勵后產生的電流瞬變過程,并能用來確定對給定樣品的合適的測量時間。高阻掃描測試(HI-RSweep Test)程序能夠在掃描下列參數之一的同時測量電流或電阻。可以掃描的參數有:變換極性的電壓、偏置電壓或測量時間。高阻、溫度和相對濕度(HI-R, T and RH)程序可以畫出電阻對時間的曲線,使用適當的探頭還可以畫出電阻對溫度或相對濕度的曲線。
變換電壓法
6487型皮安計電壓源具有內置的變換電壓極性歐姆模式。這種模式將進行兩次電流測量,一次在用戶規定的測試電壓下進行測量,另一次在0V下進行測量。這種模式通過確定由每個電壓產生的2個電流差,可以消除掉背景電流的影響。
評論