電阻/阻抗量測分享

電阻是材料的基本性質之一，主要用來評量材料的導電性，算是非常常見的量測項目。

一般在基礎教育上都學過歐姆定律，也就是：

V = I*R

其中 V是電壓(伏特 V ，Volt)，I是電流(安培 A，Ampere)，R是電阻(Ω，ohm ，歐姆)。

一般所謂的三用電表就是可以量測電壓(V) ，電流(A)跟電壓(Ω)

實際在元件上有時候評估導電性還要考慮到元件的尺寸，
以電性阻抗(Electrical Resistivity)來表示。

例如常見的電線圓柱體在阻抗量測加上尺寸考慮如下：

圖片來源：Testforce.com KEITHLY's Presentation
量測電流 I
量測電壓差(降) V
圓柱體斷面積 A
量測電壓時探針的距離 L

因此量測時，其實需要一個電壓計量測電壓差 V，跟一個電流計量測斷面通過的電流值 I。

但是對導電性很差的絕緣體或半導體或薄膜材料來說，以上的量測方式就不是很適合，
一般三用電表通常只能量到 1E6 ohms，對高阻值、半導體等無法量測到數值，
所以另外有體阻抗、面阻抗用來評估材料的導電性。

體積阻抗 (Volume Resistivity) 如下：

圖片來源：Testforce.com KEITHLY's Presentation

量測電流 I

量測電壓差(降) V

電極接觸面積 A

量測時樣品的厚度 t

面阻抗 (Surface Resistivity) 如下：

圖片來源：Testforce.com KEITHLY's Presentation

量測電流 I

量測電壓差(降) V

量測電壓時電極的距離 L 跟電及寬度 w

如果要量測到很高的電阻值，例如 1E12 ohms 以上，Keithly 建議使用 4點探針 (4 point probes measurement)：

圖片來源：Testforce.com KEITHLY's Presentation

參考資料：
1. KEITHLEY, Techniques for Measuring the Electrical Resistivity of Bulk Materials.
2. Yadunath Singh, Electrical Resistivity Measurement : A Review, World Scientific.
3. SEG, Electric resistivity methods.
4. Trek, Surface Resistivity and Surface Resistance Measurements Using a Concentric Ring Probe Technique.
5. Ossila, Sheet Resistance : A Guide to Theory.
6. ASTM D 991, Standard Test Method for Rubber Property - Volume Resistivity of Electrically Conductive and Antistatic Products.