五、使用方法
SHSZ82型數字式四探計測試儀能夠測量普通電阻器的電阻(V/I之比,不乘系數)、體電阻率、薄片電阻率、擴散層的方塊電阻,(后三項需乘上不同的系數)。
1. 操作概述:
⑴測試準備:將220V電源插頭插入電源插座,電源開(kāi)關(guān)置于斷開(kāi)位置,工作選擇開(kāi)關(guān)置于“短路”位置,電流開(kāi)關(guān)處于彈出切斷位置。
將測試架的插頭與主機的輸入插座連接起來(lái),松開(kāi)測試架立柱處的高度調節手輪,將探頭調到適當位置和高度,測試樣品應進(jìn)行噴砂和清潔處理,放在樣品架上,使探針能與其表面良好接觸,并保持一定壓力;調節室內溫度使之達到要求的測試條件。
⑵測量:
將電源開(kāi)關(guān)置于開(kāi)啟位置,數字顯示亮,儀器通電預熱1小時(shí)。
極性開(kāi)關(guān)撥至上方,工作狀態(tài)選擇開(kāi)關(guān)置于“測量”,撥動(dòng)電流量程開(kāi)關(guān)和電壓量程開(kāi)關(guān),置于樣品測量所適合的電流、電壓量程范圍,電流調節電位器調到適合的電流值(方法見(jiàn)“注意事項”),調節電壓表的粗調和細調調零,使數字顯示為“0000”,按下電流開(kāi)關(guān)輸出恒定電流,即可由數字顯示板和單位顯示燈直接讀出測量值。如果數字出現閃爍,則表示測量值已超過(guò)此電壓量程,應將電壓量程開(kāi)關(guān)撥到更上等;讀數后切斷電流開(kāi)關(guān),數字顯示將恢復到零位。在儀表處于高靈敏電壓檔時(shí)要經(jīng)常檢查零位。再將極性開(kāi)關(guān)撥至下方(負極性),按下電流開(kāi)關(guān),從數字顯示板和單位顯示燈可以讀出負極性的測量值;將兩次測量獲得的電阻率值取平均,即為樣品在該處的電阻率值。
測量電阻、方塊電阻時(shí),可以按表1所示的電壓、電流量程進(jìn)行選擇。
電流\電阻\電壓
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0.2mV
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2mV
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20mV
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200mV
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2V
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100Ma
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2mΩ
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20mΩ
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200mΩ
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2Ω
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20Ω
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10mA
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20mΩ
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200mΩ
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2Ω
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20Ω
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200Ω
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1mA
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200mΩ
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2Ω
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20Ω
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200Ω
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2kΩ
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100μA
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2Ω
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20Ω
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200Ω
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2kΩ
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20kΩ
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10μA
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20Ω
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200Ω
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2kΩ
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20kΩ
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200kΩ
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表1 電阻及薄層電阻測量時(shí)電壓、電流量程選擇
測量電阻率時(shí),預估的樣品電阻率范圍和應選擇的電流范圍對應關(guān)系如表2所示。
電阻率范圍(Ω-cm)
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電流檔
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<0.012
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100mA
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0.008-0.6
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10mA
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0.4-60
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1MA
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40-1200
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100μA
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>800
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10μA
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表2 測量電阻率所要求的電流值
根據國家標準及儀器性能,從保證測試精度考慮,在電阻率測試時(shí),推薦用戶(hù)采用以下電流、電壓量程組合,見(jiàn)表3所示。
電流\電阻率\電壓
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0.2mV
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2mV
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20mV
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200mV
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2V
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100mA
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10-4~10-3
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10-3
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10mA
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10-3~10-2
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10-1
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1mA
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10-1
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1~20
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10~50
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102~103
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100μA
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200~500
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103~104
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10μA
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105
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表3 電阻率測量時(shí)推薦的電流電壓量程選擇
2. 注意事項:
⑴測量電流值的調節,工作選擇開(kāi)關(guān)置于“I調節”位置,電流量程開(kāi)關(guān)與電壓量程開(kāi)關(guān)必須放在表4所列的任一組對應的量程上。
電壓量程
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2V
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200mV
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20mV
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2mV
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0.2mV
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電流量程
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100mA
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10mA
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1mA
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100μA
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10μA
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表4 電流調節和自校時(shí)必須對應的電流電壓量程
按下電流開(kāi)關(guān),調節電流電位器,可以使電流輸出在0~10.00范圍內,調到數字顯示出測量所需要的電流值(例6.28,4.53等)。當電流調節電位器的指針盤(pán)上的刻度旋轉到100時(shí)數字顯示為10.00,是相應電流量程的滿(mǎn)度值。電位器指針顯示的數值是粗略的電流值,準確的電流值應由數字表顯示讀出。在調節好某一量程電流輸出值后,其它各量程的電流會(huì )按此比例數字輸出,不同量程的電流值的顯示允許相差±2字。一旦電流值調節好后,不必每次測量都調節,只需觀(guān)察電流調節電位器指針是否處于對應的位置即可。
⑵儀器自校,儀器內部裝有精度為0.02%、阻值為19.96Ω的標準電阻,供校驗主機中數字電壓表和恒流源的精度之用。
自校時(shí),工作選擇開(kāi)關(guān)置于“自?!蔽恢?,電流量程開(kāi)關(guān)和電壓量程開(kāi)關(guān)按表4設置。
調節好電壓表零位,按下電流開(kāi)關(guān)則數字顯示板顯示出“199×”,各量程數值允許相差±4字,如果數值超差,可以調節機內壓板上“I調節”窗孔內的電位器,使數字恢復到“199×”值。
⑶棒狀、塊狀樣品電阻率測量,按測量步驟進(jìn)行,由表(5-3)選擇電壓電流量程。
若將電流I值調節到與C相等,(C≈6.28。C為探針修正系數。)則ρ=V,顯示值等于樣品的電阻率值。
⑷薄片電阻率測量,按測量步驟進(jìn)行,根據表3選擇電壓和電流量程。
當薄片厚度>0.5mm時(shí),按公式(3-3)計算ρ。
當薄片厚度<0.5mm時(shí),按公式(3-4)計算ρ。
⑸方塊電阻測量,按測量步驟進(jìn)行。電流電壓量程按表1選擇,當將恒流源輸出電流I 值調至等于4.53時(shí),此時(shí)從數字表上讀出的數值再乘上10即為實(shí)際的方塊電阻值。
⑹電阻(V/I)測量,用四端子測量線(xiàn)作輸入線(xiàn),按圖5所示夾持好樣品,按測量步驟進(jìn)行;由表1選擇適合的電流和電壓量程;在“I”調節位置,將電流值調到該量程滿(mǎn)度值(10.00);再轉至測量位置,此時(shí)數字表上讀出的數值為樣品的電阻值。