DE2846385A1 - Spannungsabhaengiger widerstand - Google Patents

Description

TtxtMlf« Nr. 1 zum Ticbnhchen Bericht Nr

P 645

Spannungsabhängiger Widerstand Anwendungegebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Elektronik:. Objekte, bei denen die Anwendung der Erfindung möglich und zweckmäßig ist» sind Thermistoren und Varistoren, insbesondere Zinkoxiivaristoren«

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es sind bereits Varistoren bekannt, die aus einem pulvermetallurgisch hergestellten Körper bestehen, der Zinkoxid als Grundsubstanz enthält und in dem zwischen benachbarten Grundsubatanz-Körnern eine mit einem Metalloxid- oder Metallmlschoxid gebildete Zwischenphaae vorliegt, welche die Ausbildung elektrischer Barrieren zur Folge hat« Die Ausbildung dieser Mikrostruktur wird durch die chemische Zusammensetzung und durch die Herstellungebedingungen reguliert und führt nach den bekannten Verfahren zu einer statistischen Verteilung In der Konzentration der Additiv« und im strukturellen Aufbau der einzelnen Mikrovariatoren· PUr diese Erscheinung ist die Tatsache kennzeichnend₀ daß nur ein geringer Teil der vorhandenen Kontaktstellen zwischen den Grundsubstans-Kurnern zum Variatorverhalten beiträgt« Besonder« Schwierigkeiten erwachsen daraus für die Herstellung derartiger Varistoren mit niedrigsten Sineatzspannungen, da sich alt dar notwendigen Verkleinerung des Varistorvolumens Struktur- und Konsentratio !»Schwankungen verstärkt auswirken« .g Das äußert sich u_oa₀ darin, daß die Einsätzepannung nicht genau einstellbar ist und verstärkt zu höh« Strondichtebelaatungen an einzelnen Kontaktstellen auftreten, die zur vorzeitigen Alterung des Bauelementes führen«

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Ziel der Erfindung

j Das Ziel dar Erfindung besteht in der Schaffung von Vorau«- { setziingen für einfach herateilbare spannun^SAbhHnirige Widerstand«, die auch bei Einsatzspannungen < 15 V hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften genau eineteilbar «ind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen «pannungsabhängigen Widerstand, bestehend aus einer halbleitenden metall· oxidischen Grundsubstanz und einer weiteren Metalloxid- oder Metallaischoxidphase, so auszubilden, daß di« den apannungsabhHngigen Anteil des Widerstandes bildenden Barrieren im Kon· zentrationsprofil definiert und hinsichtlich Zahl, Flächengroße und Anordnung reguliert werden können«

Diese Aufgab« ist nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Grundsubstanz und die Metalloxid- oder Metalloxidmischphas« jeweils als ««parat« Mäkre-clement« ausgebildet sind, wobei zwischen beiden ein Phasengrenzgebiet mit definiertem Konzentrationsprofil vorhanden ist·

Nach einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung sind mehrere Makroelemente der Grundsubstanz und der Metalloxidoder Metallftischoxidphase horizontal und/oder vertikal kombiniert angeordnete Die Struktur der Makroelemente ist «inkristallin, polykristallin oder amorph· ZweckmftMgerwelse besteht da· Grundmaterial aus dotierten ZnO.

Ausfuhrungsbeispiel Beispiel 1

_ö Da« Beispiel betrifft einen Varistor, bestehend aus einer gesinterten Scheibe aus halbleitendem metalloxidiache» Grundmaterial, s.uf der sich ein Über den schm«lzflUssigen Zustand als Schicht aufgebrachtes Metallmischoxid befindete Grund- j material und Metallsdechoxid sind mit je einem Indium-Gallium- j Kontakt versehen* Das Grundmaterial ist Zinkoxid mit 0,5 mol%

9 0 9°;- ^J" Γι^i-. R 6 BAD ORIGINAL

Kobaltoxid P, 5 mol % Titanoxid uad υ,ίΛ moi 56 Mangandioxid. Die Scheibe besitzt eiiian Durchaeasar von 4 mm und eine Dicke von 0,8 mm. Das aufgebrachte Metallraiachoxid besteht aus 71,5 GeWo-% Wismutoxid, 13,7 Gew.-Ji Antimon(III)-oxid und 14,8 GeWo-?6 Zinkoxide Der Varistor besitzt eine nichtlineare Strom-Spannungacharakteristik mit folgenden Werten: U₁ (I » 10~⁴ A) - 2,5 V, U₂ (I * 10~³ A) = 2,8 V und U₁ (I = 10~² A) « 3,3 V. Das entspricht einem TTichtlinearitäta«

/U^ = 20,3 unduC(U₃/U₂) =

Beispiel

Das Beispiel bezieht aich auf einen Variator, der wie der im Beispiel 1 beschriebene aufgebaut ist, wobei jedoch daa Grundmaterial anateile von Mangandioxid 0,5 mol % Aluminiumoxid enthaito

Dieaer Varistor beaitzt eine nichtlineare Strom-Spannungacharakteristik mit folgenden Werten: U₁ - 2,7 V, U₂ =« 3,2 V und U₃ - 4_t0 V; e£ « 13»2 bzw_o 10,3< >

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Claims (1)

1. Itxttmte Hr. q. ium lecnnitctien lHrletit Nr

   P 645

   Erf indungsanspruchÄ 2846385

   Spannungsabhängiger Widerstand, bestehend aus einem halbleitendem metalloxidiachen Grundmaterial und einer weiteren Metalloxid- oder Metallmiachoxidphase, gekennzeichnet dadurch, daß die Grundsubstanz und die Metalloxid- oder Metallmieohoxidphase jeweils als separate Makroelemente ausgebildet sind, wobei zwischen beiden ein Phasengrenzgebiet mit definiertem Konzentrationsprofil vorhanden iato

   Spannungaabhängiger Widerstand nach Punkt "3, gekennzeichnet dadurch, daß mehrere Makroelemente der Grundsubstanz und der Metalloxid- oder Metallmischoxidphase horizontal und/oder vertikal kombiniert angeordnet sindo

   Spannungaabhängiger Widerstand nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Struktur der Makroelemente einkristallin, polykristallin oder amorph ist«,

   Spannungsabhängiger Widerstand nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Grundmaterial dotiertes ZnO ist«.

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