JPH088101A - 合成サーミスタ及びその合成方法 - Google Patents

合成サーミスタ及びその合成方法

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JPH088101A
JPH088101A JP14027394A JP14027394A JPH088101A JP H088101 A JPH088101 A JP H088101A JP 14027394 A JP14027394 A JP 14027394A JP 14027394 A JP14027394 A JP 14027394A JP H088101 A JPH088101 A JP H088101A
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JP
Japan
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thermistor
resistance value
thermistors
combined
parallel
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JP14027394A
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English (en)
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Takatomo Katsuki
隆与 勝木
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】抵抗値にばらつきがある正特性サーミスタや負
特性サーミスタのサーミスタ特性を劣化させることな
く、所望の抵抗値を有する合成サーミスタ及びその合成
方法を提供することにある。 【構成】少なくとも2つのサーミスタ6,7を並列接続
して合成サーミスタ5を構成したとき、一方のサーミス
タに対して合成サーミスタ5の合成抵抗値を所望の抵抗
値にする他方のサーミスタが並列に接続されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ばらつきが大きい固有
抵抗値を有するサーミスタを、そのサーミスタの電極を
トリミングすることなく、二つ以上を並列に接続するこ
とにより、合成抵抗値のばらつきが小さい合成サーミス
タ及びその合成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】サーミスタには正の抵抗温度特性を有す
るPTCサーミスタと負の温度特性を有するNTCサー
ミスタがある。これらサーミスタが有する固有抵抗値
は、サーミスタ本体を構成する材料の種類、材料の混合
比、焼結材料の混合比、焼結時等の焼成条件、或いはサ
ーミスタ本体の大きさ等に依存する。このため、焼成に
より得られたサーミスタが有する固有抵抗値は調整しや
すい反面、ばらつきが大きくなりやすかった。
【0003】しかしながら、サーミスタの用途のうち、
温度測定、温度制御、温度補償、利得調整、電力測定、
過電流防止、モータ起動、カラーテレビ用ブラウン管の
消磁用電子回路等は、いずれも高精度のサーミスタの抵
抗値を要求される。したがって、サーミスタの抵抗値を
RΩ±α%で表すと、例えば、αが5等の小さい値にあ
るものを用いる必要がある。
【0004】そこで、個々のサーミスタが有するばらつ
きのある固有抵抗値を、所望の範囲の抵抗値に調整する
ための方策について、特開平3−174701号公報を
参照して説明する。
【0005】同号公報によれば、図3(a),図4
(a)に示すように、サーミスタ1は焼結された円板状
のサーミスタ素体2の両主表面に電極3a,3bを形成
したものである。このサーミスタ1の固有抵抗値を測定
して、固有抵抗値がRΩ±α%の範囲外にあるサーミス
タ1のうち、下限のRΩ−α%より低い固有抵抗値のサ
ーミスタ1については、図3(b)に示すようにレーザ
照射によってサーミスタ1に形成された電極3a,3b
の一部を除去する、または、図4(b)に示すようにサ
ーミスタ1に形成された電極3a,3bと共にサーミス
タ1の本体を研磨によって削り取る、などの方法でトリ
ミングを行うことにより、抵抗値を大きくして、RΩ±
α%の範囲にはいるようにするという方策が取られてい
た。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
方法でトリミングされたサーミスタ1において、次のよ
うな問題点を有していた。
【0007】1.サーミスタ1の電極3a,3bの一部
を除去することにより、サーミスタ1の抵抗値を大きく
することはできるが、小さくすることはできない。この
ため、所望の抵抗値の上限を越えたサーミスタ1はトリ
ミングすることにより所望の抵抗値にすることができな
いため、サーミスタ1作成時の固有抵抗値を、所望の抵
抗値よりも必ず小さくしなければならない。したがっ
て、正特性サーミスタでは、耐電圧の低下やPTC動作
後に流れる安定電流の増加を起こす。また、負特性サー
ミスタでは、B定数の低下を起こす。
【0008】2.固有抵抗値を所望の抵抗値より予め小
さくしたため、上述したB定数等の品質のレベルが通常
より低いサーミスタ1に対して、固有抵抗値を大きくす
るためにレーザトリミングにより電極3a,3bの一部
を除去すると、更に、電流の断続に対して性能を劣化さ
せることになる。これは、サーミスタ1の固有抵抗値が
小さいほど電極除去面積が大きくなるため、加速的に品
質のレベルが低くなる。
【0009】3.レーザトリミング中にサーミスタ本体
が急加熱や急冷却されるため、熱ストレスが加わり、サ
ーミスタ本体にクラックが発生する。
【0010】本発明の目的は、上述の問題点を解消すべ
くなされたもので、固有抵抗値にばらつきがある正特性
サーミスタや負特性サーミスタのサーミスタ特性を劣化
させることなく、所望の抵抗値を有する合成サーミスタ
及びその合成方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の合成サーミスタにおいては、少なくとも2
つのサーミスタを並列接続して合成サーミスタを構成し
たとき、一方のサーミスタに対して前記合成サーミスタ
の合成抵抗値を所望の抵抗値にする他方のサーミスタが
並列に接続されていることを特徴とする。
【0012】また、サーミスタが有する固有抵抗値を選
択して少なくとも2つのサーミスタを並列接続して合成
サーミスタを構成したとき、一方のサーミスタに対して
前記合成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値にする
他方のサーミスタが並列に接続されていることを特徴と
する。
【0013】また、サーミスタが有する固有抵抗値に基
づいてサーミスタを層別して、前記固有抵抗値が所定の
抵抗値に対して、プラス偏差値を有する一方のサーミス
タと、マイナス偏差値を有し、該マイナス偏差値の絶対
値が前記プラス偏差値と略同等の他方のサーミスタと、
が並列に接続されたことを特徴とする。
【0014】本発明のサーミスタの合成方法において
は、少なくとも2つのサーミスタを並列接続して合成サ
ーミスタを構成するとき、一方のサーミスタに対して前
記合成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値にする他
方のサーミスタを並列に接続することを特徴とする。
【0015】また、サーミスタが有する固有抵抗値を選
択して少なくとも2つのサーミスタを並列接続して合成
サーミスタを構成するとき、一方のサーミスタに対して
前記合成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値にする
他方のサーミスタを並列に接続することを特徴とする。
【0016】また、サーミスタが有する固有抵抗値に基
づいてサーミスタを層別して、前記固有抵抗値が所定の
抵抗値に対して、プラス偏差値を有する一方のサーミス
タと、マイナス偏差値を有し、該マイナス偏差値の絶対
値が前記プラス偏差値と略同等の他方のサーミスタと、
を並列に接続することを特徴とする。
【0017】
【作用】本発明では、サーミスタに形成された電極の一
部を除去するなどの方法でサーミスタの固有抵抗値を調
整することなく、上述のように複数のサーミスタを並列
に接続することにより合成される合成サーミスタが有す
る合成抵抗値を、所望の抵抗値範囲に調整することがで
きる。
【0018】
【実施例】以下に、本発明による合成サーミスタの一実
施例を図1を参照にして説明する。合成サーミスタ5は
サーミスタ6とサーミスタ7を並列に接続したものであ
る。
【0019】ここで、合成サーミスタ5の所望の合成抵
抗値をRΩ±α%とすると、固有抵抗値の中心値が2R
Ωのサーミスタを製作する。一般に、サーミスタの固有
抵抗値は2RΩ±15%の範囲で正規分布するものであ
る。このサーミスタを固有抵抗値2RΩを中心にしてβ
Ω範囲毎に2mランクに層別する。それぞれのランクの
固有抵抗値は、小さい方から、2R-mβ -(m-1)β ,・
・・,2R -0,2R+0 ,・・・,2R+(m-1)β
+mβ になる。
【0020】上述のように層別し、中心抵抗値2Rから
の偏差値が互いに異符号で且つ絶対値が同じランクのサ
ーミスタをそれぞれサーミスタ6,7とする。サーミス
タ6,7から、それぞれ1個ずつ組み合わせて並列接続
することにより合成サーミスタ5を構成する。
【0021】ここで、サーミスタ6,7の固有抵抗値を
それぞれR2,R3とすると、合成サーミスタ5の合成
抵抗値R1は、 R1=(R2×R3)/(R2+R3) ・・・(1) になる。
【0022】そこで、サーミスタ6,7の固有抵抗値R
2,R3を(2R+γ),(2R−γ)とすると、式
(1)より合成抵抗値R1は、 R1=(2R+γ)*(2R−γ)/{(2R+γ)+(2R−γ)} =(4R2 −γ2 )/4R =R−γ2 /4R ・・・(2) になる。
【0023】したがって、固有抵抗値R2,R3が(2
R+γ),(2R−γ)であるサーミスタ6,7を用い
て並列接続する場合、並列接続された合成サーミスタ5
の合成抵抗値R1はR−γ2 /4Rになり、二つのサー
ミスタ6,7の固有抵抗値R2,R3の平均値2R及び
それらの差2γの関数として表される。
【0024】そこで、所望の合成抵抗値R1がRΩ±α
%である場合、合成サーミスタ5に用いられるサーミス
タ6,7は、こられの固有抵抗値R2,R3の中心値を
2R、中心値2Rからの偏差値をγとすると、式(1)
から、ばらつきαは、 α=(γ2 /4R)/R×100=(γ/2R)2 ×100 α/100=(γ/2R)2 ・・・(3) になる。
【0025】ところが、式(3)のγ/2Rはサーミス
タ6,7の固有抵抗値R2,R3のばらつきを表すもの
であり、一般に知られている値として、例えば、γ/2
Rが0.15の場合、0より大きく1より小さい。この
ため、式(3)から、 α/100≦γ/2R となり、並列接続された合成サーミスタ5の合成抵抗値
R1のばらつきは、サーミスタ6,7の固有抵抗値R
2,R3のばらつきより小さくなる。
【0026】例えば、サーミスタ6,7の固有抵抗値の
ばらつきγ/2Rが0.15(ばらつきの範囲は30
%)の場合、式(3)から合成抵抗値αは、2.25%
(ばらつきの範囲が4.5%)になる。
【0027】尚、合成抵抗値を表す式(3)は、理想的
な近似式で表現したが、実用上はR又は/及びγは、小
さい範囲内で変化するものであるが、上述のばらつき計
算ではこれを無視したものである。
【0028】そして、式(2)からも明らかなように、
合成抵抗値R1は、合成抵抗値R1の中心値Rからマイ
ナス側にγ2 /4R偏っているため、この値分を予め考
慮して固有抵抗値R2,R3の中心値2Rを偏らせば、
より、狭偏差の合成抵抗値R1を得ることができる。
【0029】ここで、固有抵抗値のばらつきの実力が±
15%のサーミスタを用いて、抵抗値が10Ω±5%の
サーミスタを得る一例として、本発明による一実施例と
従来例を以下に示す。
【0030】(実施例)所望の合成抵抗値R1が10Ω
±5%の合成サーミスタ5を得るために、サーミスタ本
体サイズが2.0mm×10mm×5mm、固有抵抗値
が20Ω±15%(17〜23Ω)の正特性サーミスタ
素子を200個準備し、中心値2Rを20Ωとして、ラ
ンク1を17〜18Ω、ランク2を18〜19Ω、・・
・、ランク6を22〜23Ωの如く、範囲が1Ω毎の6
ランクに層別した。
【0031】図1に示すように、層別されたサーミスタ
6,7を特定のランク毎に組み合わせて並列接続した合
成サーミスタ5の合成抵抗値R1を測定した結果を表1
に示す。表1から明らかなように、全ての合成サーミス
タ5の合成抵抗値R1は所望の10Ω±5%(9.5〜
10.5Ω)の範囲に納まった。
【0032】
【表1】
【0033】(従来例)所望の抵抗値が10Ω±5%の
サーミスタを得るために、サーミスタ本体サイズが2.
0mm×10mm×5mm、固有抵抗値が10Ω+5%
〜−25%(7.5〜10.5Ω)の正特性サーミスタ
素子を100個準備し、固有抵抗値が9.5Ω以下のサ
ーミスタについてレーザトリミングを施した。レーザト
リミングによりサーミスタの電極をほぼ20%まで除去
することにより、サーミスタの抵抗値は所望の抵抗値1
0Ω±5%の範囲に納まった。
【0034】上述した実施例と従来例の性能の比較を表
2に示す。表2から明らかなように、耐電圧及び寿命テ
ストともに従来例より本発明による実施例が優った。
尚、表2中の本発明例の試料は固有抵抗値が17Ωと2
2Ωのサーミスタを並列接続した合成サーミスタであ
り、従来例の試料は固有抵抗値が7.5Ωのサーミスタ
を9.5Ωにレーザトリミングしたものである。また、
寿命テストは220Vの電圧印加の断続を1000サイ
クル繰り返すものである。
【0035】
【表2】
【0036】尚、ここでは、図1にもとづき二つのサー
ミスタ6,7を並列接続した例を用いて説明したがこれ
に限定されるものでなく、二つ以上のサーミスタを並列
接続してもよい。そこで、他の実施例を図2に示す。
【0037】図2において、合成サーミスタ11は、サ
ーミスタS1,サーミスタS2,・・・,サーミスタS
nまでn個のサーミスタを並列に接続したものである。
合成サーミスタ11も合成サーミスタ5と同様にして、
大きな偏差を有する抵抗値のサーミスタを並列接続する
ことにより、小さな偏差の合成抵抗値を得ることができ
る。
【0038】
【発明の効果】以上述べたように、本発明による合成サ
ーミスタでは、電極の一部、又は、電極の一部とともに
サーミスタ本体を切除することなく、サーミスタを並列
接続することにより、高精度の抵抗値を有するサーミス
タを構成することができる。したがって、サーミスタが
有するサーミスタ特性を劣化させることがなく、また、
狭偏差の抵抗値を必要とする回路に用いることができ
る。特に大電流が流れる厳しい使われかたの電流制御用
PTCサーミスタ,NTCサーミスタにおいて、サーミ
スタ本来の安定した特性を発揮させることができる。ま
た、サーミスタはレーザトリミングされないため、熱ス
トレスが残らなく、サーミスタ本体にクラックが発生す
ることがない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る合成サーミスタの一実施例の回路
図である。
【図2】本発明に係る合成サーミスタの他の実施例の回
路図である。
【図3】従来のサーミスタを示す斜視図で、(a)はト
リミング前を示し、(b)は電極をトリミングした状態
を示す。
【図4】従来のサーミスタを示す斜視図で、(a)はト
リミング前を示し、(b)はサーミスタ本体とともに電
極をトリミングした状態を示す。
【符号の説明】
5,11 合成サーミスタ 6,7,S1〜Sn サーミスタ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも2つのサーミスタを並列接続し
    て合成サーミスタを構成したとき、一方のサーミスタに
    対して前記合成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値
    にする他方のサーミスタが並列に接続されていることを
    特徴とする合成サーミスタ。
  2. 【請求項2】サーミスタが有する固有抵抗値を選択して
    少なくとも2つのサーミスタを並列接続して合成サーミ
    スタを構成したとき、一方のサーミスタに対して前記合
    成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値にする他方の
    サーミスタが並列に接続されていることを特徴とする合
    成サーミスタ。
  3. 【請求項3】サーミスタが有する固有抵抗値に基づいて
    サーミスタを層別して、前記固有抵抗値が所定の抵抗値
    に対して、プラス偏差値を有する一方のサーミスタと、
    マイナス偏差値を有し、該マイナス偏差値の絶対値が前
    記プラス偏差値と略同等の他方のサーミスタと、が並列
    に接続されたことを特徴とする合成サーミスタ。
  4. 【請求項4】少なくとも2つのサーミスタを並列接続し
    て合成サーミスタを構成するとき、一方のサーミスタに
    対して前記合成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値
    にする他方のサーミスタを並列に接続することを特徴と
    する合成サーミスタの合成方法。
  5. 【請求項5】サーミスタが有する固有抵抗値を選択して
    少なくとも2つのサーミスタを並列接続して合成サーミ
    スタを構成するとき、一方のサーミスタに対して前記合
    成サーミスタの合成抵抗値を所望の抵抗値にする他方の
    サーミスタを並列に接続することを特徴とする合成サー
    ミスタの合成方法。
  6. 【請求項6】サーミスタが有する固有抵抗値に基づいて
    サーミスタを層別して、前記固有抵抗値が所定の抵抗値
    に対して、プラス偏差値を有する一方のサーミスタと、
    マイナス偏差値を有し、該マイナス偏差値の絶対値が前
    記プラス偏差値と略同等の他方のサーミスタと、を並列
    に接続することを特徴とする合成サーミスタの合成方
    法。
JP14027394A 1994-06-22 1994-06-22 合成サーミスタ及びその合成方法 Pending JPH088101A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015211217A (ja) * 2014-04-25 2015-11-24 スマート エレクトロニクス インク 回路保護装置
JP2017520116A (ja) * 2014-05-27 2017-07-20 エプコス アクチエンゲゼルシャフトEpcos Ag 電子デバイス

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