四探针测试方法

细数四探针测电阻与万用表测电阻的区别
在平时的工作中，工程师常常使用万用表测电阻或进行电流、电压的测试，与此同时，还有一种办法是比较常用到的，那就是四探针测电阻法。

那幺，万用表测电阻与四探针测电阻法究竟有哪些不同之处？他们的测量原理又是什幺呢？在今天的文章中，小编将会为大家进行简要的总结和分析。

 首先我们来看一下四探针测电阻的操作模式和测量原理。

这种测电阻技术的实际操作方式如下图所示。

 四探针测电阻操作示意图
 从图1中可以看到，这种测电阻方式与万用表测电阻的方法有很大的不同之处。

当图中的1、2、3、4共四根根金属探针排成直线时，将会以一定的压力压在半导体材料上，在1、4两处探针间通过电流I，则2、3探针间产生电位差V。

此时，所测材料的电阻率为：
 在该公式中，参数C为探针系数，其具体数值由探针几何位置决定。

当试样电阻率分布均匀，试样尺寸满足半无限大条件时，则该公式将变形为：
 这个公式就是四探针测电阻与万用表测电阻的本质区别所在了。

从上文中这一经过变形的计算公式里可以看到，参数S1、S2、S3分别代表的是探针1与2、2与3、3与4之间的间距。

这里有一个问题需要我们注意，那就是探头系数由制造厂对探针间距进行测定后确定，并提供给用户。

每个探头都有自己的系数，参数C的数值可以约等于6.28±0.05，其计算单位为cm。

当。

材料物理性能实验六四探针法测半导体电阻率引言：材料的电阻率是衡量材料导电性能的重要指标之一、在半导体材料中，由于带电载流子的特殊特性，其电阻率与探测方法有一定的关联。

因此，对于半导体材料的电阻率测试与分析是十分关键的。

实验目的：通过四探针法测量半导体样品的电阻率，分析半导体电阻率的特点。

实验器材与材料：1.半导体样品2.四探针测试仪3.电源4.万用表5.连接线实验步骤：1.将四探针测试仪的四个探针插入半导体样品的表面，探针之间应呈正方形或矩形排列，并保持一定的间距。

2.打开四探针测试仪，选择合适的电流和电压范围，并进行零点校准。

3.调节电源，使电流通过半导体样品。

4.采集电压和电流的数值，并记录下来。

5.换一个电流方向，重复步骤46.将采集到的数据带入电阻率的计算公式，并计算出半导体样品的电阻率。

7.执行多次实验，取平均值得到更准确的结果。

数据处理：根据步骤6，将采集到的电压和电流数值带入下面的公式计算半导体样品的电阻率：ρ=(V*a)/(I*l)其中，ρ为电阻率，V为电压，I为电流，a为电流方向上的电流距离，l为垂直电流方向上的电流距离。

讨论与分析：通过实验测量得到的半导体样品的电阻率与其物理性质有关。

半导体的电阻率通常较高，且受温度的影响较大。

在常温下，半导体的电阻率通常较大，因为带电载流子在晶体内处于散乱运动的状态，导致电阻增大。

当温度升高时，带电载流子的能量增大，散射减少，电阻率减小。

此外，不同类型的半导体（n型或p型）其电阻率也有所不同。

实验注意事项：1.进行四探针法测量时，应保持探针与半导体样品的接触良好，防止有氧化层或其他杂质影响测量结果。

2.在调节电流和电压范围时，应注意不要超过半导体样品所能承受的最大值，以免损坏样品。

3.进行多次实验取平均值时，应尽量保持实验条件的一致性，以获得准确的结果。

结论：通过实验测量得到的半导体样品电阻率可用于分析半导体的导电特性。

半导体的电阻率通常较高且温度敏感。

四探针法测量导体的电阻率电阻率的测量是导体材料常规参数测量项目之一。

测量电阻率的方法很多，如二探针法、三探针法、四探针法、电容---电压法、扩展电阻法等. 四探针法则是一种广泛采用的标准方法，在半导体工艺中最为常用，其主要优点在于设备简单，操作方便，精确度高，对样品的几何尺寸无严格要求.并且四探针法测量电阻率有个非常大的优点，它不需要较准；有时用其它方法测量电阻率时还用四探针法较准。

本文主要讲述四探针法测量导体材料电阻率的工作原理.直流四探针法也称为四电极法，主要用于半导体材料或超导体等的低电阻率的测量。

使用的仪器以及与样品的接线如图1(a)所示。

由图可见，测试时四根金属探针与样品表面接触，外侧两根1、4为通电流探针，内侧两根2、3为测电压探针。

由电流源输入小电流使样品内部产生压降，同时用高阻抗的静电计、电子毫伏计或数字电压表测出其他二根探针的电压即V23(伏)。

(a)仪器接线(b)点电流源(c)四探针排列图1 四探针法测试原理示意图若一块电阻率为ρ的均匀半导体样品，其几何尺寸相对于探针间距来说可以看作半无限大。

如图1(b)所示, 当探针引入的点电流源的电流为I ，由于均匀导体内恒定电场的等位面为球面，则在半径为r 处等位面的面积为2πr 2，电流密度为J=I/2πr 2根据电导率与电流密度的关系可得E ＝2222JI I r r ρσπσπ==由电场强度和电位梯度以及球面对称关系， 则d E dr ϕ=- 22I d Edr dr r ρϕπ=-=-取ｒ为无穷远处的电位为零， 则()202r r r dr d Edr r ϕρϕπ∞∞-I =-=⎰⎰⎰ 则距点电荷r 处的电势为 ()2I r r ρϕπ=上式就是半无穷大均匀样品上离开点电流源距离为ｒ的点的电位与探针流过的电流和样品电阻率的关系式，它代表了一个点电流源对距离ｒ处的点的电势的贡献.1. 非直线型四探针对于图1(c)的情形, 四根探针位于样品中央，电流从探针1流入 从探针4流出， 则可将1和4探针认为是点电流源，2和3探针的电位为：2122411()2I r r ρϕπ=- 3133411()2I r r ρϕπ=-2、3探针的电位差为:2323122413341111()2I V r r r r ρϕϕπ=-=--+ 所以可推导得四探针法测量电阻率的公式为：I V C r r r r I V 2313413241223)1111(2=+--∙=-πρ 式中，134132412)1111(2-+--=r r r r C π为探针系数，单位为cm ；r 12、r 24、r 13、r 34分别为相应探针间的距离。

四探针测试标准“四探针测试标准”是指用四根相互垂直的探针对电路板上某一点进行测试，并得出相应数据的标准方法。

这一标准是电子制造工业中必不可少的一项检测方法，其准确性和可靠性越来越受到人们的重视。

下面分步骤阐述“四探针测试标准”的具体实现方法。

第一步：探针尺寸的确认四探针测试的尺寸非常重要，不同的应用场景需要不同大小的探针。

比如，在芯片测试领域，通常使用直径小于10um的探针。

而在生产线上，则需要更大一些的探针进行检测。

除此之外，探针的材质、长度等也需考虑。

第二步：探针的制作根据不同尺寸需求，制作符合标准的探针。

通常，探针尖端是用金属制成的，以便用于导电测试。

金属杆需要精确加工，确保探针的精度符合标准要求。

之后，探针还需要进行表面处理，通常是镀金或镀银。

第三步：探针的安装要保证测试的准确性，探针必须在正确的位置安装。

通常，测试就接在芯片的表面，需要四个探针沿着水平和垂直方向对芯片进行测试。

要确保四个探针之间的距离均匀，并且安装的准确度必须达到0.1 um以下。

第四步：测试仪器的选择和设置四探针测试需要使用专业设备进行，这些设备通过测量电阻、电容、电感和其它参数来检测芯片或电路板是否工作正常。

测试仪器质量的好坏，直接关系到测试结果的准确性和可靠性。

因此，需要选择高品质的设备，并进行正确的设置。

总之，“四探针测试标准”是一项十分重要的测试方法，可以保证电路板或芯片的质量和可靠性。

选好合适的探针尺寸，制作好合适的探针，正确安装，选择好测试仪器并进行正确设置，才能更好地实现四探针测试标准。

半导体物理实验——四探针法测半导体材料电阻四探针法的原理是将四个探针分别接触到半导体材料的表面，在一个恒定的电流下测量电压的变化，从而计算出材料的电阻。

与传统的两探针法相比，四探针法排除了接触电阻对电阻测量的干扰，从而得到更为准确的结果。

在进行实验之前，需要准备好以下器材和器件：半导体样品、四探针测试仪、示波器、多用途电源等。

首先，将半导体样品放置在四探针测试台上，保证样品表面平整。

接下来，使用四个探针将样品分别接触，确保四个探针之间的距离尽量相等，并且垂直于样品表面切面。

在接触探针的过程中，需要注意避免对样品造成损伤。

接触完四个探针后，将示波器和多用途电源连接到四探针测试仪上。

示波器用于测量电压的变化，而多用途电源则提供恒定的电流。

通过调节多用途电源的参数，可以使得流过样品的电流保持恒定。

开始实验之前，需要对四探针测试仪进行校准。

校准的目的是消除探针接触电阻的影响，确保测量结果的准确性。

校准时，将四个探针分别接触到一个已知电阻的样品上，通过测量电压和电流的变化来确定校准系数。

校准完成后，开始进行实际的测量。

首先，通过调节多用途电源的参数使得电流稳定在预定的数值。

然后，使用示波器测量电压的变化，并记录下来。

在测量过程中，可以逐渐调节电流的数值，以获得多组测量数据，从而提高测量结果的可靠性。

测量完成后，可以根据测得的电流和电压数据，计算出半导体样品的电阻。

根据四探针法的原理，可以得到以下公式：电阻率ρ = (π/ln2) × (d/U) × (U/I)其中，d是四个探针之间的距离，U是电压的变化值，I是电流的恒定值。

除了电阻率，四探针法还可以用来计算半导体材料的载流子浓度。

载流子浓度是半导体材料性能的重要指标之一，在半导体器件研发和生产过程中有着广泛的应用。

通过四探针法测量半导体材料的电阻，可以得到材料的电学性质信息，为半导体器件的设计和制造提供重要的依据。

实验人员可以根据实验结果，进一步探究半导体材料的物理特性，并优化材料的制备工艺，提高器件的性能。

四探针测试原理四探针测试（Four-point probe），也被称为四探针电阻测量法，是一种用于测量电导率和电阻的常用方法。

通过使用四个细尖探针接触材料表面，可以准确测量材料的电学性质。

本文将介绍四探针测试的原理以及其应用领域。

一、原理四探针测试的原理基于电流和电压之间的关系。

在传统的两探针测试中，只需要两个探针接触样品表面，但这种方法不能准确测量电阻，因为接触电阻会引入误差。

四探针测试则通过使用额外的两个探针来补偿接触电阻的影响，从而提高了测量的准确性。

四个探针分布在一个平面上，形成一个矩形或正方形的排列。

两个外侧的探针被称为“当前探针”，它们提供电流，并通过被测物体的表面传输电流。

两个内侧的探针被称为“电压探针”，它们用于测量在材料上形成的电压差。

在测试过程中，电流探针提供电流，通过被测材料流动，而电压探针则用于测量电压差。

根据欧姆定律，电阻可以通过测量电流和电压之间的比值来计算。

由于电流探针之间的距离相等且小于电压探针之间的距离，四探针测试可以减小接触电阻产生的误差。

因此，四探针测试可以提供更准确的电阻测量。

二、应用领域四探针测试在许多领域中都有重要的应用，特别是在材料科学和半导体领域。

以下是几个常见的应用领域：1. 材料科学：四探针测试可以用于测量材料的电阻率和导电性。

它被广泛用于研究不同材料的电学性质，以及评估材料的品质和一致性。

2. 半导体材料：四探针测试在半导体器件分析中具有重要作用。

它可以用来测量半导体材料的片内电阻和薄膜材料的电阻。

3. 导电薄膜：四探针测试可以测量导电薄膜的电阻率和薄膜的均匀性。

这对于制备导电薄膜和薄膜材料的性能优化至关重要。

4. 纳米材料：由于纳米材料的尺寸小，传统的两探针测试失效。

四探针测试可以在纳米材料的表面进行非破坏性电阻测量。

总结：四探针测试是一种准确测量电导率和电阻的方法。

通过使用四个探针接触材料表面，可以消除接触电阻造成的误差，提高测量的准确性。

四探针测试仪测试说明
1.抽样：用真空吸笔在每炉中等间距抽取5片扩散后的硅片，充分冷却后放在四探针测试台上。

2.选择电流“10×”档，EXCH。

I亮显。

按“下降”键使探针接触硅片中心点，换到I档，校准工作电流后按“上升”键使探针脱离硅片，换到R档。

3.测试电流(156×156为
4.532mA）。

4.测量硅片四角及中心方块电阻。

按“下降”键，待显示数字稳定后记录所测硅片位置的方块电阻，按“上升”键使探针脱离硅片，移动硅片换一个位置测量。

中心点方块电阻的测量要在中心附近，不准漏出台面上的方格图样，多取几个点求平均值。

确认扩散后方块电阻及其均匀性是否在检验要求规定的范围内。

因偏磷酸滴落或其它原因使硅片表面有明显痕迹或色差的硅片必须百分之百检测，直接返工。

5.为避免测试误差，边缘处的测试位置应离硅片边缘(1~2)cm，切不可在同一点上反复测量。

6.每4h校准一次工作电流，遇电流不稳情况，需多次校验。

每班上班后由负责扩散工序的工艺员人对每条线的四探针进行相互校准，判断每条线之间的四探针是否存在差异，如有通知计量人员对其进行校准。

7.为了减小测试值与实际值的差异，测试必须在较暗的环境下进行。

8.测得的数据应写在纸上，再输入电脑，按照时间，日期，管号排列。

9.测试完成后，工艺员将按照测试值与标准值的偏差调节工艺。

四探针测试仪操作规程1.仪器准备a.将四探针测试仪放置在平坦的工作台上，确保没有杂物或水平度不平。

c.检查仪器电源是否连接稳定，确保电源电压适宜。

d.选择合适的探针和电缆，并将其连接到仪器上。

e.确保测试样品干净、光滑无划伤，并且与探针接触良好。

2.仪器校准a.在进行正式测试之前，需要对四探针测试仪进行校准。

b.使用已知电阻或电导率标准样品，进行测量并与标准值对比，以确保仪器准确度。

c.根据仪器使用手册中的操作指导，调整仪器的参数、零点和校准。

3.连接样品和探针a.连接电缆到测试仪的探针插座上，并确保插头连接牢固。

b.将探针的四个针尖轻轻插入待测试样品的表面，保持垂直入穿，并确保良好接触。

c.注意避免误触其他部位，以免引起误差。

4.进行测试a.开启四探针测试仪电源，并选择合适的测试模式（电阻、电导率等）。

b.根据实际需求设定测试参数，如测试范围、测量精度等。

c.手动或自动触发仪器进行测试，并等待测量结果显示。

d.根据需要记录测试结果，并确保测试过程中避免外界干扰。

5.结果分析a.对测试结果进行分析和解释，判断样品的电学性能是否符合要求。

b.如果测试结果有异常或不符合预期，可以进行多次测试以确认结果的可信度。

c.对测试结果进行记录和整理，以备后续分析和参考。

6.关闭仪器a.测试完成后，关闭四探针测试仪的电源。

b.清理测试环境，确保仪器和测试样品的存放安全。

7.日常维护a.定期清理仪器表面的灰尘和污垢，以保持仪器的正常工作状态。

b.不使用时，应将仪器放置在干燥、通风的地方，避免阳光直射和高温环境。

c.定期检查仪器的电源线、连接线和探针，确保无损坏或老化现象。

d.定期校准仪器，以确保测量结果的准确性。

以上是四探针测试仪的基本操作规程，坚持按照规程操作，能够确保测试结果的准确性和工作安全。

同时，根据具体的仪器型号和使用手册，还需遵循厂商提供的更详细的操作规程。

四探针绝缘电阻测试方法引言：在电力、电子、通信等领域中，绝缘电阻是一个重要的电气性能指标。

绝缘电阻测试是用来判断电器设备或电路中绝缘材料是否能有效地隔离电流的一种方法。

而四探针绝缘电阻测试方法是一种常用的测试手段，它通过使用四根探针同时接触被测物体的表面，以准确测量其绝缘电阻值。

本文将详细介绍四探针绝缘电阻测试方法的原理、步骤和注意事项。

一、原理四探针绝缘电阻测试方法是基于电流与电压的关系来进行测试的。

在测试时，通过施加一定电压，然后测量通过被测物体产生的电流，从而计算得到其绝缘电阻值。

四探针绝缘电阻测试方法相对于传统的两探针测试方法具有更高的准确性和稳定性。

其原理如下：1. 施加电压：在测试过程中，需要施加一个稳定的直流电压到被测物体上。

这个电压通常是由测试设备提供，并且可以根据被测物体的要求进行调整。

2. 测量电流：在施加电压的同时，通过四根探针分别接触被测物体的表面。

这四根探针中的两根用于施加电压，另外两根用于测量电流。

由于采用了四探针测量法，电流测量的准确性更高，可以减小接触电阻对测试结果的影响。

3. 计算电阻：通过测量得到的电流值，再根据欧姆定律，可以计算出被测物体的绝缘电阻值。

绝缘电阻的计算公式为：绝缘电阻 = 电压 / 电流。

二、步骤四探针绝缘电阻测试方法的步骤如下：1. 准备测试设备：首先，需要准备一台专用的四探针绝缘电阻测试仪。

这种测试仪通常包括一个电源模块、一个电流测量模块和一个显示屏。

2. 连接被测物体：将被测物体与测试仪进行连接，确保连接可靠稳定。

同时，要确保被测物体表面干净无污染，以保证测试的准确性。

3. 施加电压：根据被测物体的要求，设置合适的测试电压。

一般来说，测试电压应该在被测物体的额定电压范围内。

4. 接触探针：使用四根探针同时接触被测物体的表面。

其中两根探针用于施加电压，另外两根探针用于测量电流。

确保探针与被测物体的接触良好，避免接触电阻对测试结果的影响。

5. 测量电流：在施加电压的同时，测试仪会自动测量被测物体上的电流。

薄膜电阻测试方法
薄膜电阻测试方法是一种用于测量薄膜材料电阻值的实验方法。

这种测试方法通常用于评估薄膜材料的导电性能和电阻率等电学性质。

下面将介绍一种常用的薄膜电阻测试方法：四探针法。

四探针法是一种非破坏性的电阻测试方法，它使用四个探针与薄膜材料接触，以测量材料的电阻值。

这种测试方法适用于各种薄膜材料，如金属、半导体、绝缘体等。

一、实验原理
四探针法是基于惠斯通电桥原理的一种测试方法。

在实验中，四个探针按照一定的间距排列，其中两个探针作为电流源，另外两个探针作为电压表。

当电流源向薄膜材料施加电流时，会产生电压降，从而在电桥中产生电压。

通过测量电桥中的电压，可以计算出薄膜材料的电阻值。

二、实验步骤
1. 准备实验器材：四探针测试仪、薄膜样品、电极夹具、稳压电源、电学测量仪表等。

2. 将薄膜样品放置在电极夹具中，确保样品表面平整无瑕疵。

3. 将四探针测试仪连接到稳压电源和电学测量仪表上。

4. 将四探针探头与薄膜样品接触，调整探针间距，使其与样品尺寸相适应。

5. 打开稳压电源，向薄膜样品施加电流，观察电学测量仪表的读数。

6. 记录实验数据，包括电流值、电压值和探针间距等。

7. 根据实验数据计算薄膜材料的电阻值。

三、实验注意事项
1. 在实验过程中要保持实验室环境的清洁和干燥，避免影响实验结果的准确性。

2. 在将四探针探头与薄膜样品接触时，要确保探头与样品表面平行，避免探头倾斜或与样品表面不平整而导致测量误差。

3. 在记录实验数据时，要保证电流和电压的稳定性，避免因电源波动或电路噪声等因素影响测量结果的准确性。