什么是電阻率？

電阻率是衡量材料抵抗電流流過(guò)的能力的指標(biāo)。它是材料的固有特性，描述了每單位長(zhǎng)度、面積或體積對(duì)電流流動(dòng)的阻力。電阻率用希臘字母rho（ρ）表示，單位為歐姆米（Ωm）。

電阻率受成分、溫度和材料中存在的雜質(zhì)等因素的影響。具有高電阻率的材料，如絕緣體，對(duì)電流流動(dòng)提供顯著的阻力，而具有低電阻率的材料（如金屬）對(duì)電流流動(dòng)的阻力非常小。

材料的電阻率在科學(xué)和工程的各個(gè)領(lǐng)域都很重要，包括電子、材料科學(xué)和電氣工程。在電子學(xué)中，電阻率在決定電阻器、電容器和半導(dǎo)體等電子設(shè)備的性能方面起著關(guān)鍵作用。在材料科學(xué)和電氣工程中，電阻率用于表征和評(píng)估不同材料的電氣性能，包括金屬、絕緣體和半導(dǎo)體。

電阻率涉及的材料有哪些？

根據(jù)電阻率，材料通常可分為三類：

2 導(dǎo)體：這些材料的電阻率很低，電流可以很容易地流過(guò)。銅、鋁和金等金屬是良好導(dǎo)體的例子。

2 絕緣體：這些材料具有高電阻率，不允許電流輕易流過(guò)。絕緣體的例子包括橡膠、玻璃和塑料。

2 半導(dǎo)體：這些材料的電阻率介于導(dǎo)體和絕緣體之間，可用于控制電流。硅和鍺等半導(dǎo)體被廣泛用于電子器件，以制造晶體管、二極管和其他電子元件。

材料的電阻率也可能受到各種因素的影響，如溫度、雜質(zhì)和材料晶體結(jié)構(gòu)中的缺陷。材料的電阻率是決定其適用于電子、材料科學(xué)和電氣工程中各種應(yīng)用的重要因素。

電阻率的測(cè)試方法

測(cè)量電阻率有幾種常用的測(cè)試方法：

1）四點(diǎn)探針?lè)ǎ涸摲椒òㄊ褂脙蓚€(gè)外部探針通過(guò)材料施加已知電流，并測(cè)量?jī)蓚€(gè)內(nèi)部探針之間的電壓降。它通常用于測(cè)量薄膜的電阻率或低電阻率材料的體電阻率。

高品質(zhì)四探針頭，提供多種針尖直徑粗

2）兩點(diǎn)探針?lè)ǎ涸摲椒òㄊ褂脙蓚€(gè)探針通過(guò)材料施加已知電流，并測(cè)量這兩個(gè)點(diǎn)之間的電壓降。它通常用于測(cè)量大塊材料的電阻率，例如金屬或?qū)щ姴牧稀?/p>

3）表面電阻率法：該方法測(cè)量放置在材料表面的兩個(gè)電極之間的電阻。然后使用電阻值來(lái)計(jì)算材料的表面電阻率。

4）體積電阻率法：該方法測(cè)量嵌入材料中的兩個(gè)電極之間的電阻。然后使用電阻值來(lái)計(jì)算材料的體積電阻率。

5）傳輸線法：該方法包括使用傳輸線結(jié)構(gòu)來(lái)測(cè)量材料的阻抗。通過(guò)阻抗測(cè)量，可以計(jì)算電阻率。

測(cè)試方法的選擇取決于被測(cè)試材料的類型、尺寸、所需的精度和應(yīng)用的具體要求。重要的是要遵循特定材料的適當(dāng)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)或指南，以確保結(jié)果準(zhǔn)確可靠。

電阻率的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)

常見(jiàn)的電阻率測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)包括：

v IEC60093：本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了固體電絕緣材料的體積電阻率和表面電阻率的試驗(yàn)方法。方法包括平行板法、電極法和保護(hù)電極法。

v IEC62631-3-2：本標(biāo)準(zhǔn)側(cè)重于電子設(shè)備中使用的導(dǎo)電材料的電阻率測(cè)量。指定的方法包括兩點(diǎn)探針?lè)ā鬏斁€法和保護(hù)環(huán)法。

v GB/T31838.3：本標(biāo)準(zhǔn)為固體材料的表面電阻率和體積電阻率的測(cè)量提供了指導(dǎo)。所提到的方法包括表面電阻率法和體積電阻率法。

v ASTMD257：本ASTM標(biāo)準(zhǔn)概述了絕緣材料直流電阻或電導(dǎo)的測(cè)試方法。常用的方法包括兩點(diǎn)探針?lè)ê捅砻骐娮杪史ā?/p>

v MIL-STD-883：該軍事標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了一系列微電子測(cè)試方法。電阻率測(cè)量采用兩點(diǎn)探針?lè)ā鬏斁€法和保護(hù)環(huán)法等方法。

v GB/T1692-2008：這是一項(xiàng)中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了絕緣材料表面電阻測(cè)定的試驗(yàn)方法。該標(biāo)準(zhǔn)為測(cè)量表面電阻的兩點(diǎn)探針?lè)ㄌ峁┝酥笇?dǎo)。

v ISO14309:2019：這是一項(xiàng)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，為固體電絕緣材料的體積電阻率和表面電阻率的測(cè)量提供了指南。

審核編輯：湯梓紅