JP3208857B2 - 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器 - Google Patents
負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器Info
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- JP3208857B2 JP3208857B2 JP21818292A JP21818292A JP3208857B2 JP 3208857 B2 JP3208857 B2 JP 3208857B2 JP 21818292 A JP21818292 A JP 21818292A JP 21818292 A JP21818292 A JP 21818292A JP 3208857 B2 JP3208857 B2 JP 3208857B2
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- Japan
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- based semiconductor
- barium titanate
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、スイッチング電源な
どにおける電源投入初期の過電流を防止するための過電
流防止素子などに用いられる負の抵抗温度特性を有する
チタン酸バリウム系半導体磁器に関する。
どにおける電源投入初期の過電流を防止するための過電
流防止素子などに用いられる負の抵抗温度特性を有する
チタン酸バリウム系半導体磁器に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スイッ
チング電源などにおいて、電源投入時の過電流を防止す
るために、温度が上昇すると抵抗が低下する負の温度特
性を有する半導体磁器（負特性サーミスタ）が用いられ
ている。この負特性サーミスタは、室温における抵抗が
高いため、スイッチング電源などの電源投入初期におけ
る過電流を抑制するとともに、その後の自己発熱により
昇温して低抵抗になるため、定常状態では電力消費量が
減少するという特性を有しており、過電流防止素子とし
て種々の用途に広く用いられている。
チング電源などにおいて、電源投入時の過電流を防止す
るために、温度が上昇すると抵抗が低下する負の温度特
性を有する半導体磁器（負特性サーミスタ）が用いられ
ている。この負特性サーミスタは、室温における抵抗が
高いため、スイッチング電源などの電源投入初期におけ
る過電流を抑制するとともに、その後の自己発熱により
昇温して低抵抗になるため、定常状態では電力消費量が
減少するという特性を有しており、過電流防止素子とし
て種々の用途に広く用いられている。
【０００３】しかし、スイッチング電源などに使用され
る従来の負特性サーミスタは、温度と抵抗との関係を表
すＢ定数が２０００〜４０００Ｋであるため、雰囲気温
度の影響を受けやすく、外気温度の変化により初期抵抗
が大きく変動し、立上がり特性にばらつきが生じるとい
う問題点がある。特に、０℃以下の低温では立上がりが
遅くなり過ぎるという問題点がある。
る従来の負特性サーミスタは、温度と抵抗との関係を表
すＢ定数が２０００〜４０００Ｋであるため、雰囲気温
度の影響を受けやすく、外気温度の変化により初期抵抗
が大きく変動し、立上がり特性にばらつきが生じるとい
う問題点がある。特に、０℃以下の低温では立上がりが
遅くなり過ぎるという問題点がある。
【０００４】上記のような問題点を解決するためには、
常温付近（０〜５０℃）でＢ定数が小さく、それ以上の
温度になるとＢ定数が大きくなるような特性を有する負
特性サーミスタが必要となる。
常温付近（０〜５０℃）でＢ定数が小さく、それ以上の
温度になるとＢ定数が大きくなるような特性を有する負
特性サーミスタが必要となる。
【０００５】このような素子として、チタン酸バリウム
（ＢａＴｉＯ3）にＬｉ2ＣＯ3を２０重量％添加した素
子が提案されている（特公昭４８−６３５２号公報）。
（ＢａＴｉＯ3）にＬｉ2ＣＯ3を２０重量％添加した素
子が提案されている（特公昭４８−６３５２号公報）。
【０００６】しかし、この素子は、相転移点を越えると
Ｂ定数が急激に大きくなるという特性を有しているもの
の、１４０℃の比抵抗が１０5Ω・cm以上と大きいた
め、定常状態における電力消費量が大きいという問題点
がある。
Ｂ定数が急激に大きくなるという特性を有しているもの
の、１４０℃の比抵抗が１０5Ω・cm以上と大きいた
め、定常状態における電力消費量が大きいという問題点
がある。
【０００７】この発明は、上記問題点を解決するもので
あり、抵抗が低く、通電時の電力損失を抑えることがで
きるとともに、Ｂ定数が、室温では小さく、高温になる
と大きくなるような負の抵抗温度特性を有するチタン酸
バリウム系半導体磁器を提供することを目的とする。
あり、抵抗が低く、通電時の電力損失を抑えることがで
きるとともに、Ｂ定数が、室温では小さく、高温になる
と大きくなるような負の抵抗温度特性を有するチタン酸
バリウム系半導体磁器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリ
ウム系半導体磁器は、負の抵抗温度特性を有するチタン
酸バリウム系半導体磁器において、ＢａサイトとＴｉサ
イトのモル比（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）を１．００１
〜１．０５としたことを特徴とする。
に、この発明の負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリ
ウム系半導体磁器は、負の抵抗温度特性を有するチタン
酸バリウム系半導体磁器において、ＢａサイトとＴｉサ
イトのモル比（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）を１．００１
〜１．０５としたことを特徴とする。
【０００９】すなわち、この発明の負の抵抗温度特性を
有するチタン酸バリウム系半導体磁器は、Ｂａサイト／
Ｔｉサイト（モル比）を１．００１〜１．０５の範囲に
調整することにより、抵抗を低く抑えるとともに、立方
晶から正方晶への相転移点（例えば、１２０℃）以上の
温度におけるＢ定数を、相転移点以下の温度におけるＢ
定数よりも大きくするようにしている。
有するチタン酸バリウム系半導体磁器は、Ｂａサイト／
Ｔｉサイト（モル比）を１．００１〜１．０５の範囲に
調整することにより、抵抗を低く抑えるとともに、立方
晶から正方晶への相転移点（例えば、１２０℃）以上の
温度におけるＢ定数を、相転移点以下の温度におけるＢ
定数よりも大きくするようにしている。
【００１０】なお、Ｂａサイトとは、例えば、チタン酸
バリウム系半導体を一般式(1) （Ｂａ1-XＡX）m（Ｔｉ1-YＢY）Ｏ3 (1) で表した場合の（Ｂａ1-XＡX）の部分を意味する。Ｂａ
サイトに入るとされている元素Ａとしては、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｎｄなどの元素が例示されるが、これ
に限られるものではなく、また、不要であれば添加しな
くてもよい。
バリウム系半導体を一般式(1) （Ｂａ1-XＡX）m（Ｔｉ1-YＢY）Ｏ3 (1) で表した場合の（Ｂａ1-XＡX）の部分を意味する。Ｂａ
サイトに入るとされている元素Ａとしては、Ｃａ，Ｓ
ｒ，Ｐｂ，Ｌａ，Ｎｄなどの元素が例示されるが、これ
に限られるものではなく、また、不要であれば添加しな
くてもよい。
【００１１】また、Ｔｉサイトとは、上記の式(1)の
（Ｔｉ1-YＢY）の部分を意味している。Ｔｉサイトに入
るとされている元素Ｂとしては、Ｚｒ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｓｂなどの元素が例示されるが、これに限られるも
のではなく、また、不要であれば添加しなくてもよい。
（Ｔｉ1-YＢY）の部分を意味している。Ｔｉサイトに入
るとされている元素Ｂとしては、Ｚｒ，Ｓｎ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｓｂなどの元素が例示されるが、これに限られるも
のではなく、また、不要であれば添加しなくてもよい。
【００１２】この発明において、ＢａサイトとＴｉサイ
トのモル比とは、式(1)における（Ｂａ1-XＡX）と（Ｔ
ｉ1-YＢY）のモル比、すなわち、焼成体（チタン酸バリ
ウム系半導体磁器）中における（Ｂａ1-XＡX）／（Ｔｉ
1-YＢY）の値（式(1)のｍ）を意味している。
トのモル比とは、式(1)における（Ｂａ1-XＡX）と（Ｔ
ｉ1-YＢY）のモル比、すなわち、焼成体（チタン酸バリ
ウム系半導体磁器）中における（Ｂａ1-XＡX）／（Ｔｉ
1-YＢY）の値（式(1)のｍ）を意味している。
【００１３】
【実施例】以下に、この発明の実施例を示してその特徴
をさらに詳しく説明する。
をさらに詳しく説明する。
【００１４】ＢａＣＯ3、Ｌａ2Ｏ3、ＴｉＯ2、及びＳｉ
Ｏ2の粉末を下記の式(2) （Ｂａ0.9999Ｌａ0.0001）mＴｉＯ3＋0.007ＳｉＯ2 (2) で表される組成となるように秤量する。それから、各原
料粉末を水とともにボールミルで５時間湿式混合して乾
燥した後、１１５０℃で２時間仮焼する。次に、得られ
た粉末（仮焼粉末）にバインダーを加えてボールミルで
５時間湿式混合して粉砕し、濾過、乾燥を行った後、直
径１０mmの円板に加圧成形し、窒素に３％の水素を混合
した雰囲気中（Ｈ2／Ｎ2＝３vol％）において１３００
℃で２時間加熱して焼結した。それから、焼結した円板
の両側にＩｎ−Ｇａを塗布して電極を形成する。
Ｏ2の粉末を下記の式(2) （Ｂａ0.9999Ｌａ0.0001）mＴｉＯ3＋0.007ＳｉＯ2 (2) で表される組成となるように秤量する。それから、各原
料粉末を水とともにボールミルで５時間湿式混合して乾
燥した後、１１５０℃で２時間仮焼する。次に、得られ
た粉末（仮焼粉末）にバインダーを加えてボールミルで
５時間湿式混合して粉砕し、濾過、乾燥を行った後、直
径１０mmの円板に加圧成形し、窒素に３％の水素を混合
した雰囲気中（Ｈ2／Ｎ2＝３vol％）において１３００
℃で２時間加熱して焼結した。それから、焼結した円板
の両側にＩｎ−Ｇａを塗布して電極を形成する。
【００１５】このようにして作成した試料について、−
４０℃，２５℃，１５０℃の比抵抗ρ、２５℃と１５０
℃のρの比率、２５℃，１５０℃のＢ定数、２５℃と１
５０℃のＢ定数の比率などを測定、算出した。その結果
を表１に示す。
４０℃，２５℃，１５０℃の比抵抗ρ、２５℃と１５０
℃のρの比率、２５℃，１５０℃のＢ定数、２５℃と１
５０℃のＢ定数の比率などを測定、算出した。その結果
を表１に示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】なお、表１において、試料番号に＊印を付
したものはこの発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の実施例である。
したものはこの発明の範囲外の比較例であり、その他の
ものはこの発明の実施例である。
【００１８】また、ＢａサイトとＴｉサイトのモル比
（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）ｍ＝１．０１０の試料の、
比抵抗と温度との関係（抵抗温度特性）を図１に示す。
（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）ｍ＝１．０１０の試料の、
比抵抗と温度との関係（抵抗温度特性）を図１に示す。
【００１９】図１より、０〜１２０℃の範囲において、
比抵抗は約４．０×１０2Ω・cm前後でほぼ一定であり、
この試料は１２０℃以上でＢ定数が約２５００ＫのＮＴ
Ｃ特性を示す。
比抵抗は約４．０×１０2Ω・cm前後でほぼ一定であり、
この試料は１２０℃以上でＢ定数が約２５００ＫのＮＴ
Ｃ特性を示す。
【００２０】また、表１より、Ｂａサイト／Ｔｉサイト
（モル比）ｍを１．００１〜１．０５０の範囲に調整す
ることにより、Ｂ１５０℃／Ｂ２５℃の値が１より大き
く、Ｂ定数が立方晶−正方晶相転移温度（例えば、１２
０℃）以上で大きくなるようなチタン酸バリウム系半導
体が得られることがわかる。
（モル比）ｍを１．００１〜１．０５０の範囲に調整す
ることにより、Ｂ１５０℃／Ｂ２５℃の値が１より大き
く、Ｂ定数が立方晶−正方晶相転移温度（例えば、１２
０℃）以上で大きくなるようなチタン酸バリウム系半導
体が得られることがわかる。
【００２１】なお、Ｂａサイト／Ｔｉサイト（モル比）
ｍが１．０５０を越えて、例えば、１．０６０になると
（表１のNo.９）、ＮＴＣ特性が失われてＰＴＣ特性を
示すようになり、スイッチング電源用のＮＴＣ材料とし
て使用することができなくなるため好ましくない。
ｍが１．０５０を越えて、例えば、１．０６０になると
（表１のNo.９）、ＮＴＣ特性が失われてＰＴＣ特性を
示すようになり、スイッチング電源用のＮＴＣ材料とし
て使用することができなくなるため好ましくない。
【００２２】
【発明の効果】上述のように、この発明の負の抵抗温度
特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器は、Ｂａサ
イト／Ｔｉサイト（モル比）を１．００１〜１．０５に
調整するようにしているので、低温での温度安定性に優
れているとともに、低抵抗で、立方晶から正方晶への相
転移点（例えば、１２０℃）以上の温度におけるＢ定数
が、相転移点以下の温度におけるＢ定数よりも相当に大
きい負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導
体磁器を得ることができる。
特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器は、Ｂａサ
イト／Ｔｉサイト（モル比）を１．００１〜１．０５に
調整するようにしているので、低温での温度安定性に優
れているとともに、低抵抗で、立方晶から正方晶への相
転移点（例えば、１２０℃）以上の温度におけるＢ定数
が、相転移点以下の温度におけるＢ定数よりも相当に大
きい負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導
体磁器を得ることができる。
【図１】この発明の一実施例にかかる負の抵抗温度特性
を有するチタン酸バリウム系半導体磁器の抵抗温度特性
を示す線図である。
を有するチタン酸バリウム系半導体磁器の抵抗温度特性
を示す線図である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭51−42989（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−38090（ＪＰ，Ａ) 実開 昭46−18051（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01C 7/02 - 7/22
Claims (1)
- 【請求項１】 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリ
ウム系半導体磁器において、ＢａサイトとＴｉサイトの
モル比（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）が１．００１〜１．
０５であることを特徴とする負の抵抗温度特性を有する
チタン酸バリウム系半導体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21818292A JP3208857B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21818292A JP3208857B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0645107A JPH0645107A (ja) | 1994-02-18 |
| JP3208857B2 true JP3208857B2 (ja) | 2001-09-17 |
Family
ID=16715903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21818292A Expired - Lifetime JP3208857B2 (ja) | 1992-07-24 | 1992-07-24 | 負の抵抗温度特性を有するチタン酸バリウム系半導体磁器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3208857B2 (ja) |
-
1992
- 1992-07-24 JP JP21818292A patent/JP3208857B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0645107A (ja) | 1994-02-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
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