JPH05299207A - 負の抵抗温度特性を有する半導体磁器 - Google Patents
負の抵抗温度特性を有する半導体磁器Info
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- JPH05299207A JPH05299207A JP12960192A JP12960192A JPH05299207A JP H05299207 A JPH05299207 A JP H05299207A JP 12960192 A JP12960192 A JP 12960192A JP 12960192 A JP12960192 A JP 12960192A JP H05299207 A JPH05299207 A JP H05299207A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 相転移点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定数よりも大きく、低温での
温度安定性に優れており、高温での抵抗低下割合が大き
い負の抵抗温度特性を有する半導体磁器を得る。 【構成】 式： （Ｂａ1-XＣａX）mＴｉＯ3 で表される半導体磁器のｘ、ｍをそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．４０ ０．９９≦ｍ≦１．０５ の範囲とする。
移点以下の温度におけるＢ定数よりも大きく、低温での
温度安定性に優れており、高温での抵抗低下割合が大き
い負の抵抗温度特性を有する半導体磁器を得る。 【構成】 式： （Ｂａ1-XＣａX）mＴｉＯ3 で表される半導体磁器のｘ、ｍをそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．４０ ０．９９≦ｍ≦１．０５ の範囲とする。
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
流防止素子などに適した負の抵抗温度特性を有する半導
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
流防止素子などに適した負の抵抗温度特性を有する半導
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（−５０〜５０℃）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（−５０〜５０℃）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】このように、Ｂ定数が相転移点を越えると
急激に大きくなる素子として、チタン酸バリウム（Ｂａ
ＴｉＯ3）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）。
急激に大きくなる素子として、チタン酸バリウム（Ｂａ
ＴｉＯ3）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、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。
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半導体磁器
は、式： （Ｂａ1-XＣａX）mＴｉＯ3 で表され、ｘ、ｍがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．４０ ０．９９≦ｍ≦１．０５ の範囲にあることを特徴とする。
に、この発明の負の抵抗温度特性を有する半導体磁器
は、式： （Ｂａ1-XＣａX）mＴｉＯ3 で表され、ｘ、ｍがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．４０ ０．９９≦ｍ≦１．０５ の範囲にあることを特徴とする。
【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サイトを
Ｃａで５〜４０mol％置換するとともに、Ｂａサイト／
Ｔｉサイト（モル比）を０．９９〜１．０５の範囲にす
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サイトを
Ｃａで５〜４０mol％置換するとともに、Ｂａサイト／
Ｔｉサイト（モル比）を０．９９〜１．０５の範囲にす
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】
【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。
【００１１】原料であるＢａＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｌａ2
Ｏ3、ＴｉＯ2、及びＳｉＯ2の粉末を式： （Ｂａ0.998-XＣａXＬａ0.002）mＴｉＯ3＋0.01ＳｉＯ2 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１３５０
℃で２時間加熱して焼結した。
Ｏ3、ＴｉＯ2、及びＳｉＯ2の粉末を式： （Ｂａ0.998-XＣａXＬａ0.002）mＴｉＯ3＋0.01ＳｉＯ2 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１３５０
℃で２時間加熱して焼結した。
【００１２】それから、焼結した円板の両側にＩｎ−Ｇ
ａを塗布して電極を形成した試料について抵抗温度特性
を測定した。Ｃａ量ｘ＝０．２０、ＢａサイトとＴｉサ
イトのモル比（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）ｍ＝１．０１
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。
ａを塗布して電極を形成した試料について抵抗温度特性
を測定した。Ｃａ量ｘ＝０．２０、ＢａサイトとＴｉサ
イトのモル比（Ｂａサイト／Ｔｉサイト）ｍ＝１．０１
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。
【００１３】図１に示す抵抗温度特性は、Ｂ定数が立方
晶から正方晶への相転移点（１２０℃）以下で約５００
Ｋ、相転移点（１２０℃）以上で約２０００Ｋ以上とな
るような抵抗温度特性であり、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が得られているこ
とがわかる。
晶から正方晶への相転移点（１２０℃）以下で約５００
Ｋ、相転移点（１２０℃）以上で約２０００Ｋ以上とな
るような抵抗温度特性であり、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が得られているこ
とがわかる。
【００１４】また、表１、表２に、Ｃａ量ｘの値と、モ
ル比ｍの値を変化させた場合の、２５℃と１５０℃にお
けるＢ定数、比抵抗などの特性を示す。
ル比ｍの値を変化させた場合の、２５℃と１５０℃にお
けるＢ定数、比抵抗などの特性を示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】なお、表１、表２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
の他はこの発明の実施例を示す。
印を付したものはこの発明の範囲外の比較例であり、そ
の他はこの発明の実施例を示す。
【００１８】表１、表２に示すように、Ｃａ量ｘが０．
０５〜０．４０（すなわち、５〜４０mol％）、モル比
ｍが０．９９〜１．０５の範囲にあるこの発明の実施例
については、相転移点（１２０℃）以上の温度（１５０
℃）でＢ定数が大きくなっていることがわかる。また、
モル比ｍの値が０．９９〜１．０５の範囲にあっても、
Ｃａ量ｘの値が０．０５未満の試料（例えば、試料番号
１７のＣａ量ｘ＝０．００、モル比ｍ＝１．０１の試
料）では、図２に示すように、弱い正の抵抗温度特性を
示した後に、負の抵抗温度特性を示す。このため、２５
℃における比抵抗ρの１５０℃における比抵抗ρに対す
る割合、すなわち、抵抗変化率（ρ２５℃／ρ１５０
℃）が２以下になり、実用上問題がある。
０５〜０．４０（すなわち、５〜４０mol％）、モル比
ｍが０．９９〜１．０５の範囲にあるこの発明の実施例
については、相転移点（１２０℃）以上の温度（１５０
℃）でＢ定数が大きくなっていることがわかる。また、
モル比ｍの値が０．９９〜１．０５の範囲にあっても、
Ｃａ量ｘの値が０．０５未満の試料（例えば、試料番号
１７のＣａ量ｘ＝０．００、モル比ｍ＝１．０１の試
料）では、図２に示すように、弱い正の抵抗温度特性を
示した後に、負の抵抗温度特性を示す。このため、２５
℃における比抵抗ρの１５０℃における比抵抗ρに対す
る割合、すなわち、抵抗変化率（ρ２５℃／ρ１５０
℃）が２以下になり、実用上問題がある。
【００１９】したがって、Ｃａ量ｘの値が０．０５〜
０．４０、モル比ｍの値が０．９９〜１．０５の範囲に
なるようにその組成を調整することにより、１５０℃に
おけるＢ定数の２５℃におけるＢ定数に対する割合（Ｂ
１５０℃／Ｂ２５℃）が２以上で、かつ、抵抗変化率
（ρ２５℃／ρ１５０℃）が２以上の負の抵抗温度特性
を有する半導体磁器を得ることができる。
０．４０、モル比ｍの値が０．９９〜１．０５の範囲に
なるようにその組成を調整することにより、１５０℃に
おけるＢ定数の２５℃におけるＢ定数に対する割合（Ｂ
１５０℃／Ｂ２５℃）が２以上で、かつ、抵抗変化率
（ρ２５℃／ρ１５０℃）が２以上の負の抵抗温度特性
を有する半導体磁器を得ることができる。
【００２０】なお、上記実施例においては、Ｂａサイト
に微量のＬａを含むチタン酸バリウム系半導体磁器につ
いて説明したが、この発明の負の抵抗温度特性を有する
半導体磁器は、特にＬａを含ませない場合にも上記実施
例と同様の効果を得ることが可能であり、また、Ｌａ以
外に半導体化剤であるＹなどの希土類元素その他の微量
成分を共存させることも可能である。
に微量のＬａを含むチタン酸バリウム系半導体磁器につ
いて説明したが、この発明の負の抵抗温度特性を有する
半導体磁器は、特にＬａを含ませない場合にも上記実施
例と同様の効果を得ることが可能であり、また、Ｌａ以
外に半導体化剤であるＹなどの希土類元素その他の微量
成分を共存させることも可能である。
【００２１】
【発明の効果】上述のように、この発明の負の抵抗温度
特性を有する半導体磁器は、式：（Ｂａ1-XＣａX）mＴ
ｉＯ3で表され、ｘ及びｍがそれぞれ、０．０５≦ｘ≦
０．４０、０．９９≦ｍ≦１．０５の範囲になるように
組成を調整するようにしているので、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
当に大きく、低温での温度安定性に優れているととも
に、高温での抵抗低下割合が大きい負の抵抗温度特性を
有する半導体磁器を得ることができる。
特性を有する半導体磁器は、式：（Ｂａ1-XＣａX）mＴ
ｉＯ3で表され、ｘ及びｍがそれぞれ、０．０５≦ｘ≦
０．４０、０．９９≦ｍ≦１．０５の範囲になるように
組成を調整するようにしているので、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
当に大きく、低温での温度安定性に優れているととも
に、高温での抵抗低下割合が大きい負の抵抗温度特性を
有する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
を有する半導体磁器の抵抗温度特性を示す線図である。
を有する半導体磁器の抵抗温度特性を示す線図である。
【図２】比較例の負の抵抗温度特性を有する半導体磁器
の抵抗温度特性を示す線図である。
の抵抗温度特性を示す線図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成４年８月１２日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１１】原料であるＢａＣＯ3、ＣａＣＯ3、Ｌａ2
Ｏ3、ＴｉＯ2、及びＳｉＯ2の粉末を式： （Ｂａ0.998-XＣａXＬａ0.002）mＴｉＯ3＋0.01ＳｉＯ2 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（Ｈ 2 ／Ｎ 2 ＝３vol％）において１３５０
℃で２時間加熱して焼結した。
Ｏ3、ＴｉＯ2、及びＳｉＯ2の粉末を式： （Ｂａ0.998-XＣａXＬａ0.002）mＴｉＯ3＋0.01ＳｉＯ2 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（Ｈ 2 ／Ｎ 2 ＝３vol％）において１３５０
℃で２時間加熱して焼結した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 米田 康信 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株式 会社村田製作所内
Claims (1)
- 【請求項１】 式： （Ｂａ1-XＣａX）mＴｉＯ3 で表され、ｘ、ｍがそれぞれ、 ０．０５≦ｘ≦０．４０ ０．９９≦ｍ≦１．０５ の範囲にあることを特徴とする負の抵抗温度特性を有す
る半導体磁器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12960192A JP3245953B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 負の抵抗温度特性を有する半導体磁器及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12960192A JP3245953B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 負の抵抗温度特性を有する半導体磁器及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299207A true JPH05299207A (ja) | 1993-11-12 |
| JP3245953B2 JP3245953B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=15013493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12960192A Expired - Lifetime JP3245953B2 (ja) | 1992-04-22 | 1992-04-22 | 負の抵抗温度特性を有する半導体磁器及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3245953B2 (ja) |
-
1992
- 1992-04-22 JP JP12960192A patent/JP3245953B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3245953B2 (ja) | 2002-01-15 |
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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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