JPH04177803A - 正特性サーミスタおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

本発明は、正の抵抗温度特性（以下ＰＴＣ特性と称す）
を有するサーミスタに関し、とくに抵抗温度係数と抵抗
変化率の大きな正特性サーミスタの製造方法に関するも
のである。

【従来の技術】

温度変化によって素子の電気抵抗が大きく変化する半導
体感温素子であるサーミスタは温度センサ等として広く
使用されている。 サーミスタには、温度が上昇するにつれて電気抵抗が指
数関数的に減少する負の温度特性を有するＮＴＣに対し
て、逆に非直線的に抵抗が著しく増加するＰＴＣ特性を
有する正特性サーミスタが知られている。 負の温度特性を有するＮＴＣサーミスタは温度センサを
中心に広く利用されているが、正の温度特性を有するＰ
ＴＣサーミスタを電流の通電によって発熱させた場合に
は温度の上昇にともなって電気抵抗が増加するために、
通電電流が低下する。 その結果正特性サーミスタの自己発熱量が減少し、一定
温度以上に温度が上昇しないという通電電流制御機能お
よび自己温度制御機能を有しているために、温度センサ
として利用されるよりも、テレビのブラウン管の消磁回
路用やモータの起動回路用の無接点電流制御素子として
、あるいはへヤードライヤ、ふとん乾燥器　炊飯保温器
　電気蚊取り器　複写機の温度保持用等の自己温度制御
発熱体として利用されている。 ＰＴＣサーミスタはチタン酸バリウム又はチタン酸スト
ロンチウムなどの導電性を有しない酸化物に、これらの
酸化物を半導体化させるドープ剤としてイツトリウム、
ランタンなどの３価の希土類金属元素あるいはニオブ、
タンタルなどの５価の遷移金属元素を添加し大気中で１
，２００〜１゜４００℃で焼成することによって製造し
ているセラミックスであるが、強誘電体相から常誘電体
相へ変わるキュリー点温度付近で数十Ω・ａｍないし数
百Ω・ｃｍであった抵抗値が１０７Ω・ａｍないしＩＱ
ＩＩＱ・ｃｍへと急激に増加するいわゆるＰＴＣ特性を
示すが、抵抗の変化するキュリー点温度、抵抗増加の幅
等に関して使用目的に応じて各種の改良がなされている
。

【発明が解決しようとする課題】

ＰＴＣサーミスタの用途のなかでも、特にカラーテレビ
の消磁回路用等の電流制限紫子として使用する場合は平
衡点電流値を小さくすることが望まれる。 カラーテレビの受像管には蛍光面と３本の電子銃との間
に多数の穴を有するシャドウマスクを設けて、シャドウ
マスクの穴の位置で一つに集まった３本の電子ビームに
よって３色の蛍光体を発光させているが、シャドウマス
クの材質が鉄であるので、地磁気等の作用によって着磁
することが起こる。シャドウマスクが着磁すると電子ビ
ームが曲げられて色純度を損なう厚刃となる。このため
に、受像管の外部から交流磁界を加える消磁コイルをシ
ャドウマスクの周辺部に設けてカラーテレビの電源の投
入時に通電をし、画像が現れるまでの間にシャドウマス
クを消磁している。 シャドウマスクの消磁回路は第１図に示すような回路が
使用されている。電源スィッチ１を入れるとラインフィ
ルター２を通過した電流が消磁コイル３と正特性サーミ
スタ４からなる回路に供給される。正特性サーミスタは
電流の通電による自己発熱の結果抵抗値が増大し、当初
消磁コイルに渡れていた大きな電流は第２図に示すよう
に急激に減少し短時間のうちに電流はほとんど流れなく
なる。 消磁が終了した後にも、消磁回路にはわずかに電流は流
れ続けるが、この不必要な電流を極力低下させることが
必要である。消磁が終了した後に消磁回路に流れる電流
は正特性サーミスタが熱平衡に達したときに渡れる平衡
点電流に相当するが、平衡点電流を減少させるためには
正の温度係数の領域における任意の温度の１℃当りのゼ
ロ負荷抵抗変化率の変化係数である抵抗温度係数および
正の温度係数の領域におけるゼロ負荷抵抗の変化率であ
る抵抗変化率の大きなＰＴＣサーミスタが望まれている
。 そして、これらの値を大きくした際に、常温抵抗値の１
種である公称ゼロ負荷抵抗値の変動を極力小さくするこ
とが必要である。なお、公称ゼロ負荷抵抗値は電子材料
工業会標準規格で定められているＰＴＣサーミスタの常
温での１つの電気特性を示す指標であって、発熱および
印加電圧による抵抗値変化が無視できるような十分低い
電力および電圧で測定した２５℃における直流電気抵抗
値であり、使用する電気回路の容量等と密接な関連があ
る。 本発明は、上記のようなＰＴＣサーミスタの使用分野を
規定する公称ゼロ負荷抵抗値を変動させるＰＴＣサーミ
スタの基本成分比を変えることなく、抵抗温度係数およ
び抵抗変化率を増加させることを目的とするものである
。

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本発明のＰＴＣサーミスタ
は、バリウムの一部をストロンチウムで置換したチタン
酸バリウム（（Ｂａ、５ｒ）Ｔｉ０３）系のＰＴＣサー
ミスタ組成物の仮焼粉１モルに対し、　２価の遷移金属
元素であるコバルト、ニッケルまたは亜鉛をＯｏ　００
０５モル以下添加し、混合した後に成形をし、成°形体
を大気中で１２００〜１’４００”Ｃで焼成することに
より製造したものである。

【作用】

本発明によるＰＴＣサーミスタは、ＰＴＣサーミスタの
基本的な電気的特性を左右する材料の基本成分比を変え
ることなくその抵抗温度係数を０〜１８％の範囲で、ま
た抵抗変化率を０〜１０％の範囲で自由に変化させるこ
とができるとともＩｔｓ抵抗変化率が増加することによ
る公称ゼロ負荷抵抗値の変動は極力抑えることができる
。

【実施例】

以下、本発明の実施例について説明する。 実施例 （Ｂ　ａ　＠、ｓｅｓ　ｒ　１１．２１）　Ｔ　ｉ　Ｏ
＋、ＨＯ３＋　０．　０００１５Ｄｙ○３の組成になる
ように基本成分を配合し、混練乾燥した後１０５ｏ〜１
１５０℃で仮焼を行う。次に、この仮焼成分１モルに対
し、二酸化マンガン（Ｍｎ０２）を０．０００７モル、
二酸化ケイ素（Ｓｉ０２）を０．０１５０モル、酸化ア
ンチモン（Ｓｂ２０３）を０．０００５モルを添加し、
更に２価の遷移金属元素であるコバルト、ニッケルまた
は亜鉛を酸化物（ＭＯ）の形でそれぞれ第１表ないし第
３表に示す量をそれぞれ添加する。 ボールミルにて混合粉砕した後、　１５重量％の濃度の
ポリビニルアルコールを原料に対して１０重量％添加し
て造粒し直径２０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの円板状に１４
００　ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２の圧力で成形する。成形
体は大気中１３００〜１３５０℃で２時間焼成した後、
その両面にオーミック性銀電極の端子を接合して、ＰＴ
Ｃサーミスタを製造した。 第１表ないし第３表にコバルト、ニッケル、亜鉛のそれ
ぞれの添加量と抵抗温度係数および抵抗変化率の増加率
を示すが、コバルト、ニッケル、亜鉛のいずれもが０．
００１モル添加した時点で公称ゼロ負荷抵抗値が無添加
品に対し約２倍以上になった。 一方、　ｏ、０００５モル以下の添加量では、公称ゼロ
負荷抵抗値が数％の変動するのみで抵抗温度係数は０〜
１８％の範囲でまた抵抗変化率は０〜１０％の範囲で増
加が認められた 第１表 一以下余白一 第２表 第３表

【発明の効果】

本発明の正特性サーミスタは、半導体化剤を添加したバ
リウムの一部をストロンチウムで置換したチタン酸バリ
ウムからなる正特性サーミスタ組成物の仮焼粉１モルに
対し、コバルト、ニッケルまたは亜鉛から選ばれる２価
の遷移金属元素を小量添加し焼結することにより基本的
な電気的特性を変化させることなくその抵抗温度係数お
よび抵抗変化率を増加させれることかできるので、カラ
ーテレビの消磁回路やモータの起動回路等において、電
流制限素子として用いた場合には平衡点電流を減少させ
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、カラーテレビの消磁回路の一例を示し、第２
図は、消磁回路に流れる電流を示す。 【符号の説明コ ト・・電源スィッチ、２・・・ラインフィルター、　３
・・・消磁コイル、４・・・正特性サーミスタ第１図 第２図 →助賞

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】バリウムの一部をストロンチウムで置換し
   たチタン酸バリウムを主成分とし、半導体化剤を含む正
   特性サーミスタ組成物の仮焼粉１モルに対し、コバルト
   、ニッケルまたは亜鉛から選ばれる２価の遷移金属元素
   を０．０００５モル以下添加し焼結することにより抵抗
   温度係数および抵抗変化率を増加させた正特性サーミス
   タ。
2. 【請求項２】バリウムの一部をストロンチウムで置換し
   たチタン酸バリウムを主成分とし、半導体化剤を含む正
   特性サーミスタ組成物の仮焼粉１モルに対し、コバルト
   、ニッケルまたは亜鉛から選ばれる２価の遷移金属元素
   を０．０００５モル以下添加して大気中において１２０
   ０℃ないし１４００℃で焼結することを特徴とする抵抗
   温度係数および抵抗変化率を増加させた正特性サーミス
   タの製造方法。