安泰測(cè)試給西安交通大學(xué)提供方案—（二）超低電阻&微小電阻（超導(dǎo)材料電阻）測(cè)試方案

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電阻值是基于歐姆定律獲得，一般需要有外部激勵(lì)源，電壓源或者電流源，同時(shí)測(cè)量電流或者電壓以計(jì)算電阻值。電阻值除了與材料本身有關(guān)，還與溫度有關(guān)，并且由于受熱不均勻會(huì)引入熱電動(dòng)勢(shì)。對(duì)于超低電阻測(cè)了來(lái)說(shuō)，影響就更為明顯。舉例來(lái)講，由實(shí)驗(yàn)室溫度波動(dòng)或敏感電路附近的通風(fēng)引起的測(cè)試電路中的溫度變化可以產(chǎn)生幾微伏的熱電動(dòng)勢(shì)，進(jìn)而影響超低電阻的測(cè)量結(jié)果。

消除熱電動(dòng)勢(shì)對(duì)超低電阻測(cè)量影響常見(jiàn)的方法之一是Delta模式，下圖和以下計(jì)算公式解釋了Delta模式的具體內(nèi)容：

每次電流極性改變時(shí)，測(cè)量電壓()。每個(gè)電壓測(cè)量包括恒定的熱電壓偏移量()和線性變化的電壓偏移量()。熱電壓漂移可以近似為短時(shí)間內(nèi)的線性函數(shù)，因此電壓隨時(shí)間的變化率()也可以視為常數(shù)。前三種電壓測(cè)量包括以下電壓：

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在Delta方法中，每個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)是三個(gè)電壓讀數(shù)的移動(dòng)平均值。這種對(duì)電壓測(cè)量值的額外平均意味著，Delta法得到的數(shù)據(jù)比使用電流反轉(zhuǎn)法計(jì)算時(shí)得到的數(shù)據(jù)具有更低的噪聲，即使這兩組數(shù)據(jù)是在同一時(shí)間段內(nèi)獲得的。Delta方法的成功取決于熱漂移的線性近似，這必須在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。成功地補(bǔ)償熱電動(dòng)勢(shì)電壓的變化，意味著測(cè)量周期時(shí)間必須快于待測(cè)件的熱時(shí)間常數(shù)。因此，要使得Delta方法成功，必須使用較快的電流源和納伏表。

Keithley 6220系列電流源和2182A納伏表是常見(jiàn)的使用Delta模式進(jìn)行超低電阻測(cè)量的配置，但是6220系列電流源的電流輸出最大是100mA，相對(duì)比較小，如果需要進(jìn)行更大的電流，或者沒(méi)有6220系列電流源，可以使用Keithley源測(cè)量單元(源表)替代6220系列電流源，亦可以使用其他七位半或者八位半支持外部觸發(fā)功能的萬(wàn)用表代替2182A

配置一 6221&2182A

(參考資料：Keithley 6221/2182A系列 超低電阻配置)

6221，4pA~210mA峰峰值交流電源，短至5uS的可編程脈寬，搭配2182A使用時(shí)，可用于最窄50uS的脈沖I-V。

2182A，15nV超低底噪的7.5digits萬(wàn)用表，量程支持10mV~100V

具體應(yīng)用：

測(cè)試連線示意圖，6221支持三同軸線纜電流輸出，支持Guard屏蔽，2182A使用2107 低熱噪線纜

儀器組合拓?fù)涫疽鈭D，使用觸發(fā)線纜連接，以及RS232交叉線連接6221與2182A，6221做主機(jī)，2182A做從機(jī)，使用GPIB或者LAN口與PC端連接，進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)或者程控。

支持儀器端操作

Delta命令集成，支持快速二次開(kāi)發(fā)

配置二 2460&2182A 2460為高精度源表，支持50pA~7A電流輸出，支持最小50uS脈寬輸出，亦可使用2600B系列源表代替。

測(cè)試接線拓?fù)鋱D

2450-TLink 觸發(fā)線纜

2451-2182A支持RS232接口與GPIB接口，2460支持USB，LAN，GPIB接口，需要分別程控2182A與2460，該搭配亦支持手動(dòng)操作,GPIB線纜推薦使用KUSB-488B

配置三 2460&DMM7510 DMM7510為7.5digits臺(tái)式萬(wàn)用表，電壓測(cè)試范圍支持10nV至1010V，支持TSP腳本，支持TSP-Link級(jí)聯(lián)。

儀器DUT連線參照配置二與配置一連線，使用儀器標(biāo)配網(wǎng)線將兩臺(tái)儀器的TSP-LINK口連接。

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