引言

電阻測量是針對材料、電子器件和電路的基本測試之一。盡管世界上有多種多樣的電阻測量方法，但我們更傾向于使用簡單方便的數(shù)字萬用表（DMM）。初看起來，電阻測量非常簡單和易于操作，似乎只要按照歐姆定律采集并測量電壓或電流即可。然而事實(shí)上，各種誤差源的存在會妨礙我們進(jìn)行精確的電阻測量。與此同時，電阻范圍的不相同也會導(dǎo)致測量結(jié)果存在差異。因此，要獲得可靠的測量結(jié)果，根據(jù)被測器件（DUT）的具體特性選擇合適的儀器至關(guān)重要。

是德科技公司擁有豐富的、從微歐到皮歐的電阻測量解決方案，其中總有一款會是滿足電阻測量需求的不二之選。

是德科技電阻測量解決方案

多功能電阻測量解決方案

方便易用的 DMM 是很常用的電阻測量工具。是德科技提供有各種 DMM，如手持式和臺式儀表。大多數(shù) DMM 只支持自動電阻測量模式，每個量程上的測試電流基本上是固定的。手持式 DMM 通常僅支持 2 線連接，而大多數(shù)臺式 DMM 可以支持 2 線和 4 線連接。

是德科技還提供 Keysight B2900B 精密電源/測量單元（SMU），帶來一種通用的電阻測量解決方案，支持 10 fA 到 3 A（直流）/10.5 A（脈沖）的電流范圍和 100 nV 到 210 V 電壓范圍。SMU 兼具電流源、電壓源、電流計(jì)和電壓計(jì)功能，這些功能可在單臺儀器內(nèi)輕松切換。這樣，無需任何額外設(shè)備即可評估電流-電壓（IV）特性，包括器件的電阻。除了以更高的精度輸出和測量電壓或電流以外，SMU 還具有一致性測試功能，允許對電壓或電流輸出設(shè)置一個限值，防止損壞器件。

下面列出了使用 SMU 進(jìn)行電阻測量的優(yōu)勢：

– 提供電流和電壓輸出模式；

– 一致性測試功能，允許設(shè)置電流或電壓輸出限值，以防止損壞器件；

– 脈沖運(yùn)行模式，防止器件因?yàn)樽詿嵝?yīng)導(dǎo)致測量結(jié)果失真；

– 手動測量模式，提供可選的電流或電壓測試設(shè)置，可抑制因功耗而導(dǎo)致的自熱效應(yīng)；

– 4線連接，可消除低電阻測量中的線纜電阻效應(yīng)；

– 電阻補(bǔ)償功能，可最小化熱電勢 EMF 誤差。

下圖是使用 B2900B 系列 SMU 和一個 1 歐姆電阻器測量 4 線連接效應(yīng)的示例。在低電阻測量中使用 4 線連接配置非常重要，因?yàn)闅堄嘁€電阻與被測器件（DUT）的電阻相當(dāng)。B2900B 系列可以聯(lián)合大多數(shù)臺式 DMM 進(jìn)行 4 線測量，其中一對引線提供電流源，另一對負(fù)責(zé)測量電壓。這就消除了線纜的電阻效應(yīng)，從而確保只會測到 DUT 兩端的壓降。4 線連接的測量結(jié)果是 1 歐姆，2 線連接的結(jié)果是 1.6 歐姆。這個 0.6 歐姆的差值就是被測線纜的殘余引線電阻。B2900B 系列提供了豐富的、易于進(jìn)行精確電阻測量的功能。

低電阻測量解決方案

Keysight 34420A 7 ? 數(shù)字納伏表/微歐表是一款高靈敏度萬用表，專為實(shí)現(xiàn)低電平測量進(jìn)行了優(yōu)化。它將低噪聲電壓測量與電阻和溫度函數(shù)相結(jié)合，建立了低電平靈活度和高性能的新標(biāo)準(zhǔn), 電阻測量范圍 1 歐姆到 1 兆歐。

B2960B 系列是先進(jìn)的雙極電源，可以提供 6.5 位分辨率的電壓或電流源，同時還能監(jiān)控電壓和電流，因此可以單獨(dú)執(zhí)行電阻測量。由于支持 4 象限運(yùn)行，其輸出極性既可以是正極，也可以是負(fù)極。因此，它可以提供 10 fA 到 3 A（直流）或 10.5 A（脈沖）的源電流，以及 100 nV 到 210 V 的源電壓。

B2961B 和 34420A 的組合帶來卓越的低電阻測量性能。在下圖所示的電阻測量方案中，由 34420A 執(zhí)行電壓測量，B2961B 負(fù)責(zé)提供精確的電流源。在該配置中，以 B2961B為主按照預(yù)設(shè)的間隔執(zhí)行測量，同時發(fā)送觸發(fā)信號到 34420A，以進(jìn)行電壓測量。

34420A 也可以不借助其他儀器單獨(dú)進(jìn)行電阻測量。其最小電阻量程是 1 歐姆，最大輸出電流是 10 mA。然而，B2960B 系列可以靈活地提供高達(dá) 3 A 的電流，使其測量分辨率比 34420A 單獨(dú)使用時高出 300 倍，同時能保證足夠的測量精度。

使用 10 mΩ 金屬箔片電阻器的測量示例。B2961B 和 34420A 搭配，采用 500 mA 的測試電流實(shí)現(xiàn)了卓越的測量穩(wěn)定性和精度；遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 34420A 單獨(dú)使用時的性能表現(xiàn)。

PART 03

高電阻測量解決方案

Keysight B2980B 系列毫微微安計(jì)/皮安計(jì)和靜電計(jì)/高阻表不但提供處于業(yè)界前沿的測量性能，還擁有難以比擬的諸多特性，從而保障最大化的測量置信度。毫微微安計(jì)/皮安計(jì)和靜電計(jì)都支持 0.01 fA (10^-17 A）的最小電流分辨率， 能夠滿足幾乎所有現(xiàn)有和未來的低電平電流測量需求。靜電計(jì)支持 1000 V 的電壓源功能，可以實(shí)現(xiàn)高達(dá) 10 PΩ (10^16 Ω) 的電阻測量。靜電計(jì)具有自動和手動電阻測量模式。利用手動電阻測量模式，可以指定任意測試電壓進(jìn)行高電阻測量。

已淘汰的 4339A/B 高阻表曾是多年來標(biāo)準(zhǔn)的電阻測量首選對象。B2980B 系列是與其最接近的替代產(chǎn)品。由于采用了與 4339A/B 不同的電流測量方法，B2980B 系列可提供比 4339A/B 更低的測量噪聲和更高的測量速度，但其最大容性負(fù)載有一定限制。因此，在替換 4339A/B 時需要重點(diǎn)注意被測材料的容性負(fù)載。我們還提供了 N1413A 高阻表夾具適配器，以便為 B2980B 系列連接 4339A/B 的附件，如 16008B、16117B/C 和 16339A。我們也提供 B2980B 系列的附件（如 N1424A/B/C、N1425A/B、N1426A/B/C、N1427A/B 和 N1428A）。

電阻測量通常是在應(yīng)用激勵后，在某個特定時間進(jìn)行。這是因?yàn)榻^緣材料的電阻率通常不會快速收斂為某個穩(wěn)定值。因此，所有的電阻規(guī)范都被強(qiáng)制要求必須對電阻測量的實(shí)施時間做出明確說明，B2980B 系列可以確定應(yīng)用激勵（通電）之后進(jìn)行測量的具體時間，B2980B 系列的時域視圖還可以顯示從激勵開始到啟動測量之前的電阻變化。