JPS5842220A - 複合機能素子 - Google Patents
複合機能素子Info
- Publication number
- JPS5842220A JPS5842220A JP56140210A JP14021081A JPS5842220A JP S5842220 A JPS5842220 A JP S5842220A JP 56140210 A JP56140210 A JP 56140210A JP 14021081 A JP14021081 A JP 14021081A JP S5842220 A JPS5842220 A JP S5842220A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- varistor
- oxide
- sintered body
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Ceramic Capacitors (AREA)
- Thermistors And Varistors (AREA)
- Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、チタン酸ストロンチウム系半導性磁器に酸化
ガリウムを微量含有させて得られる焼結体自身が電圧非
直線性を有し、かつきわめて大きな誘電率を有する複合
機能素子に関するものである。
ガリウムを微量含有させて得られる焼結体自身が電圧非
直線性を有し、かつきわめて大きな誘電率を有する複合
機能素子に関するものである。
υ・Ａ１菰ら）
従来、電圧非直線抵抗を有するセラミックスとしてＳＩ
Ｃバリスタや酸化亜鉛を主成分とするバリスタがある。
Ｃバリスタや酸化亜鉛を主成分とするバリスタがある。
かかるバリスタは電流（Ｉ）−電圧（ロ）特性が近似的
に １＝（Ｖ／Ｃ）“ で表わされるものである。ここで、Ｃはバリスタ固有の
定数であり、αは電圧非直線指数である。
に １＝（Ｖ／Ｃ）“ で表わされるものである。ここで、Ｃはバリスタ固有の
定数であり、αは電圧非直線指数である。
ＳｉＣバリスタはＳｉＣ粒子間の接触バリアを利用した
ものであり、αは２〜７程度である。また、酸化亜鉛バ
リスタは酸化亜鉛（ＺｎＯ）にＢ１□ｏ３゜Ｃｏｏ、Ｍ
ｎＯ２，，５ｂ２０３ 等を微量添加して焼成したこと
によシ得られる素子であシ、その電圧非直線指数αが５
０にもおよぶ素子である。このような素子は高電圧吸収
に優れた性能を有しているので、電子機器の電圧安定化
や異常高電圧（サージ）からの保護の目的で使用されて
いる。
ものであり、αは２〜７程度である。また、酸化亜鉛バ
リスタは酸化亜鉛（ＺｎＯ）にＢ１□ｏ３゜Ｃｏｏ、Ｍ
ｎＯ２，，５ｂ２０３ 等を微量添加して焼成したこと
によシ得られる素子であシ、その電圧非直線指数αが５
０にもおよぶ素子である。このような素子は高電圧吸収
に優れた性能を有しているので、電子機器の電圧安定化
や異常高電圧（サージ）からの保護の目的で使用されて
いる。
しかしながら、このような従来のノ（リスクは誘電率が
小さく、また誘電損失角（ｔａｎδ）が６〜１゜チと大
きいため、もっばらバリスタの用途にしか利用し得ない
。
小さく、また誘電損失角（ｔａｎδ）が６〜１゜チと大
きいため、もっばらバリスタの用途にしか利用し得ない
。
一方、従来大きな誘電率（正確には見かけの誘電率）を
有する粒界層型半導体磁器コンデンサ素子は、チタン酸
バリウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体磁器粒界
を再酸化または原子価補償することによシ絶縁化して得
られる素子である。
有する粒界層型半導体磁器コンデンサ素子は、チタン酸
バリウム、チタン酸ストロンチウム等の半導体磁器粒界
を再酸化または原子価補償することによシ絶縁化して得
られる素子である。
この素子の見かけの誘電率は６〜６万にも達するもので
ある。また、組成や条件を適当に選べばｔａｎδも１％
内外で、小型大容量のコンデンサとして利用されている
。しかしながら、１ｍＡ以上の電流が素子を通過すると
破壊され、コンデンサとしての機能をなくする。
ある。また、組成や条件を適当に選べばｔａｎδも１％
内外で、小型大容量のコンデンサとして利用されている
。しかしながら、１ｍＡ以上の電流が素子を通過すると
破壊され、コンデンサとしての機能をなくする。
本発明の素子は上述の２つの素子の機能を同時に具備す
る画期的な複合機能素子である。すなわち、高電圧では
バリスタとして高電圧電流を通し、低電圧ではコンデン
サとして異常周波数帯域電流を通す複合機能を有する素
子である。
る画期的な複合機能素子である。すなわち、高電圧では
バリスタとして高電圧電流を通し、低電圧ではコンデン
サとして異常周波数帯域電流を通す複合機能を有する素
子である。
さて、最近の電気・電子機器はきわめて高度な制御を要
するようになシ、産業用はもとよシ、マイクロコンビ一
一夕の応用により、民生機器もきわめて高精度を要求さ
れるようになってきた。そして、マイクロコンピュータ
等を構成するロジック回路はパルス信号により動作する
ため、必然的にノイズに影響されやすいという欠点があ
る。このため電子計算機、バンキングマシン、交通制御
機器等は、ノイズあるいはサージによシ一旦誤動作、破
損を起すと社会的問題にもなる。このような問題の対策
として、従来よシノイズフィルタが使用されてきた。ノ
イズとは電子機器を動作させる時の目的とする信号電圧
以外の妨害電圧のことであシ、人工的に発生するものと
自然現象により発生するものとに分けられる。そして、
このようなノイズをコイルとコンデンサを組み合せた回
路で除去していた。しかしながら、人工的に発生するノ
イズでは特に送電線の遮断器によるもの、自然現象によ
るノイズでは特に雷サージによるもの等は、ノイズの基
本周波数が低く５〜２０ＫＨｚ程度であり゛、従来のコ
イルとコンデンサの組み合せだけではこれらのノイズを
除去することができなかった。このような問題にかんが
み、線間あるいは細大地間に電圧非直線抵抗体（バリス
タ）を併用したノイズフィルタが最近しばしば使用に供
されている。かかるノイズフィルタではきわめて広範囲
にわたるノイズが除去しうるので、マイクロコンピュー
タ制御機器の誤動作防止に有効である。
するようになシ、産業用はもとよシ、マイクロコンビ一
一夕の応用により、民生機器もきわめて高精度を要求さ
れるようになってきた。そして、マイクロコンピュータ
等を構成するロジック回路はパルス信号により動作する
ため、必然的にノイズに影響されやすいという欠点があ
る。このため電子計算機、バンキングマシン、交通制御
機器等は、ノイズあるいはサージによシ一旦誤動作、破
損を起すと社会的問題にもなる。このような問題の対策
として、従来よシノイズフィルタが使用されてきた。ノ
イズとは電子機器を動作させる時の目的とする信号電圧
以外の妨害電圧のことであシ、人工的に発生するものと
自然現象により発生するものとに分けられる。そして、
このようなノイズをコイルとコンデンサを組み合せた回
路で除去していた。しかしながら、人工的に発生するノ
イズでは特に送電線の遮断器によるもの、自然現象によ
るノイズでは特に雷サージによるもの等は、ノイズの基
本周波数が低く５〜２０ＫＨｚ程度であり゛、従来のコ
イルとコンデンサの組み合せだけではこれらのノイズを
除去することができなかった。このような問題にかんが
み、線間あるいは細大地間に電圧非直線抵抗体（バリス
タ）を併用したノイズフィルタが最近しばしば使用に供
されている。かかるノイズフィルタではきわめて広範囲
にわたるノイズが除去しうるので、マイクロコンピュー
タ制御機器の誤動作防止に有効である。
しかしながら、かかるノイズフィルタはそのセット内部
における部品点数が多くなシ、コスト高になる上、小型
化の動向に反するという欠点があった。
における部品点数が多くなシ、コスト高になる上、小型
化の動向に反するという欠点があった。
本発明の素子によってこのような問題点を解決すること
ができるようになった。すなわち、本発明の素子はバリ
スタとコンデンサの複合機能を備えているため、従来バ
リスタとコンデンサを並列に接続する回路において１個
の素子で用を果たすものである。
ができるようになった。すなわち、本発明の素子はバリ
スタとコンデンサの複合機能を備えているため、従来バ
リスタとコンデンサを並列に接続する回路において１個
の素子で用を果たすものである。
本発明の素子はチタン酸ストロンチウム系半導体磁器に
きわめて微量の酸化ガリウムを含有させて得られるもの
であシ、以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を詳細に説明する。
きわめて微量の酸化ガリウムを含有させて得られるもの
であシ、以下実施例たる添付図面を参照し、本発明の内
容を詳細に説明する。
第１図は本発明の複合機能素子の断面図を示し、１はチ
タン酸ストロンチウム系半導性磁器の焼結体、２及び３
は電極である。
タン酸ストロンチウム系半導性磁器の焼結体、２及び３
は電極である。
〈実施例さ
炭酸ストロンチウムを５０．２２〜４７．９６モルチ。
酸化チタンを４９．７〜４８．７１ モルチ、酸化ガ
リウムを０．０１〜１．０モルチ、及び酸化ニオブ、酸
化タンタル、酸化ネオジウムのうち少なくとも１種を０
．０６〜０．５モルチ含有させ士なる組成物を十分に混
合して後、１１００〜１２５０’Ｃの範囲で１〜６時間
仮焼し、粉砕し、有機バインダーを加え、造粒し、成型
した。この成型体を還元雰囲気中に−（１’３００〜１
４５０”ＣＯ範囲で１〜５時間焼成して比抵抗が０．２
〜０．６Ω拳−で、平均粒径が２０〜５０μｍの焼結体
を作成した。この焼結体の形状は７．５φｘｏ、ｙｔ（
ｍ）である。この後、１０ｏｏ〜１３ｏｏ°Ｃの範囲で
０．６〜５時間空気中で熱処理し、第１図の焼結体１を
得た。さらに。
リウムを０．０１〜１．０モルチ、及び酸化ニオブ、酸
化タンタル、酸化ネオジウムのうち少なくとも１種を０
．０６〜０．５モルチ含有させ士なる組成物を十分に混
合して後、１１００〜１２５０’Ｃの範囲で１〜６時間
仮焼し、粉砕し、有機バインダーを加え、造粒し、成型
した。この成型体を還元雰囲気中に−（１’３００〜１
４５０”ＣＯ範囲で１〜５時間焼成して比抵抗が０．２
〜０．６Ω拳−で、平均粒径が２０〜５０μｍの焼結体
を作成した。この焼結体の形状は７．５φｘｏ、ｙｔ（
ｍ）である。この後、１０ｏｏ〜１３ｏｏ°Ｃの範囲で
０．６〜５時間空気中で熱処理し、第１図の焼結体１を
得た。さらに。
この焼結体１の両平面に電極２，３を形成した。
電極径は６．０φ（−）とした。
このようにして得られた素子の特性を下記の表に示す。
尚、下記表中で Ｔ ｉ ／Ｎ Ｓ ｒは、酸化チタン
及び炭酸ストロンチウムの配合組成量をチタン及びスト
ロンチウムの原子数比に換算したものである。εは１Ｋ
ＨｚＫ＞ける誘電率であシ、ｔａｎδは誘電損失角であ
る。αは１ｍＡと１ｏｒｎＡにおけるバリスタ電圧から
計算で求めた電圧非直線指数である。サージ耐量は雷サ
ージ等の大電流をどこまで素子が吸収しうるかを示す値
であり、す〜ジ耐量が大きいほど優れたバリスタといえ
る。その試験は印加するパルスを電流波形８×２０μｓ
ｅｃとし、バリスタ電圧■１ｍＡが初期値に対してθ１
゜チ劣化する電流波高値をす〜ジ耐量と規定した。
及び炭酸ストロンチウムの配合組成量をチタン及びスト
ロンチウムの原子数比に換算したものである。εは１Ｋ
ＨｚＫ＞ける誘電率であシ、ｔａｎδは誘電損失角であ
る。αは１ｍＡと１ｏｒｎＡにおけるバリスタ電圧から
計算で求めた電圧非直線指数である。サージ耐量は雷サ
ージ等の大電流をどこまで素子が吸収しうるかを示す値
であり、す〜ジ耐量が大きいほど優れたバリスタといえ
る。その試験は印加するパルスを電流波形８×２０μｓ
ｅｃとし、バリスタ電圧■１ｍＡが初期値に対してθ１
゜チ劣化する電流波高値をす〜ジ耐量と規定した。
パルスの印カルは２回である。
（以 下 余 白）
上記表から明らかなように、ＮＴ ｉ ／Ｎ Ｓｒ比が
０．９０〜１．２６の範囲でバリスタ及びコンデンサの
機能を有しているが、特に０．９７〜１．０３８の範囲
が良好である。また、酸化ガリウムの添加量としては０
．０１〜１．０モル係の範囲で焼結体が均一粒成長をし
た多結晶粒子を有するためにサージ耐量が大きい。酸化
ガリウムの添加量が０．０１モモル係満ではαが３以下
であシ、サージ耐量も６゜Ａ以下であった。また、酸化
ガリウムの添加量が１．０モル係を超えた場合では焼結
体が不均一粒成長した多結晶粒子を有し、焼結体に曲が
りを生じやすく、特性バラツキが大きい上、サージ耐量
がやはりｓｏＡ以下と小さい。
０．９０〜１．２６の範囲でバリスタ及びコンデンサの
機能を有しているが、特に０．９７〜１．０３８の範囲
が良好である。また、酸化ガリウムの添加量としては０
．０１〜１．０モル係の範囲で焼結体が均一粒成長をし
た多結晶粒子を有するためにサージ耐量が大きい。酸化
ガリウムの添加量が０．０１モモル係満ではαが３以下
であシ、サージ耐量も６゜Ａ以下であった。また、酸化
ガリウムの添加量が１．０モル係を超えた場合では焼結
体が不均一粒成長した多結晶粒子を有し、焼結体に曲が
りを生じやすく、特性バラツキが大きい上、サージ耐量
がやはりｓｏＡ以下と小さい。
酸化ニオブ、酸化タンタル及び酸化ネオジウムについて
はそれぞれ互換性があシ、０．０５〜０．５モル係の範
囲で焼成時にチタン酸ストロンチウムを主体とする微結
晶の格子内に固溶し、原子価制御し、焼結体の抵抗を０
．２〜０．６０・ｍの範囲にすることができた。この範
囲の量よシも多くても少なくても比抵抗は大きくなり、
サージ耐量を大きくすることができなかった。上記表の
試料遥３゜７〜１０．１３〜１６が本発明の範中に入る
ものであり、その他は比較例である。
はそれぞれ互換性があシ、０．０５〜０．５モル係の範
囲で焼成時にチタン酸ストロンチウムを主体とする微結
晶の格子内に固溶し、原子価制御し、焼結体の抵抗を０
．２〜０．６０・ｍの範囲にすることができた。この範
囲の量よシも多くても少なくても比抵抗は大きくなり、
サージ耐量を大きくすることができなかった。上記表の
試料遥３゜７〜１０．１３〜１６が本発明の範中に入る
ものであり、その他は比較例である。
次に、かかる素子で第２図に示すような回路を作シ、第
６図に示すようなノイズ人力ａに対して出力状況を調べ
た結果、第６図の出力状況曲線すに示すようにノイズを
おさえることができた。なお、第３図に示す従来のフィ
ルタ回路の出力状況は第６図の出力状況曲線Ｃの如くで
あり、十分にノイズが除去されてい碌い。また、第４図
に示すバリスタを含む従来のフィルタ回路では本発明の
素子を用いた第２図の回路と同等の効果が得られるが、
バリスタを含むだけ部品点数が多い。第２図〜第４図で
４は本発明の素子、５はコイル、６ 。
６図に示すようなノイズ人力ａに対して出力状況を調べ
た結果、第６図の出力状況曲線すに示すようにノイズを
おさえることができた。なお、第３図に示す従来のフィ
ルタ回路の出力状況は第６図の出力状況曲線Ｃの如くで
あり、十分にノイズが除去されてい碌い。また、第４図
に示すバリスタを含む従来のフィルタ回路では本発明の
素子を用いた第２図の回路と同等の効果が得られるが、
バリスタを含むだけ部品点数が多い。第２図〜第４図で
４は本発明の素子、５はコイル、６ 。
はコンデンサ、７はバリスタである。
以上詠べたように、本発明の素子は従来にない複合機能
を備え、バリスタとコンデンサの２つの役割を同時に果
すことが可能であシ、たとえば従来のノイズフィルタ回
路を簡略化し、小型、高性能、低コスト化に寄与するも
のであシ、今後マイクロコンピユータ制御機器の誤動作
防止の用途への応用を図ることができる等大きな有用性
をもち、その産業的価値は甚大である。
を備え、バリスタとコンデンサの２つの役割を同時に果
すことが可能であシ、たとえば従来のノイズフィルタ回
路を簡略化し、小型、高性能、低コスト化に寄与するも
のであシ、今後マイクロコンピユータ制御機器の誤動作
防止の用途への応用を図ることができる等大きな有用性
をもち、その産業的価値は甚大である。
第１図は本発明の複合機能素子の断面図、第２図は本発
明の素子を用いたノイズフィルタ回路の回路図、第３図
及び第４図は従来のノイズフィルタ回路の回路図、第６
図は第２図〜第４図に示す回路に対応するそれぞれの入
力ノイズと出力ノイズの状況を示す図である。 １ 、、、、、、チタン酸ストロンチウム系半導性磁器
の焼結体、２・３・・・−・・電極・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 第４図
明の素子を用いたノイズフィルタ回路の回路図、第３図
及び第４図は従来のノイズフィルタ回路の回路図、第６
図は第２図〜第４図に示す回路に対応するそれぞれの入
力ノイズと出力ノイズの状況を示す図である。 １ 、、、、、、チタン酸ストロンチウム系半導性磁器
の焼結体、２・３・・・−・・電極・ 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図 第３図 第４図
Claims (1)
- チタンとストロンチウムの原子数の比が０．９７〜１．
０３６の範囲にあり、酸化ガリウムを０．０１〜１．０
モルチの範囲で含有し、かつ原子価制御元素としてニオ
ブ、タンタル、ネオジウムのうち少なくとも１種類の元
素を含み、その含有量が酸化物にしてＯＤ６〜０・６モ
ルー〇範囲にあるチタン酸ストロンチウム系半導体磁器
の焼結体の表面に一対以上の電極を形成してなる複合機
能素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56140210A JPS5842220A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合機能素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56140210A JPS5842220A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842220A true JPS5842220A (ja) | 1983-03-11 |
Family
ID=15263473
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56140210A Pending JPS5842220A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | 複合機能素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842220A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984003171A1 (en) * | 1983-02-10 | 1984-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Composition of porcelain for voltage-dependent, non-linear resistor |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP56140210A patent/JPS5842220A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1984003171A1 (en) * | 1983-02-10 | 1984-08-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Composition of porcelain for voltage-dependent, non-linear resistor |
| US4897219A (en) * | 1983-02-10 | 1990-01-30 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Voltage-dependent non-linear resistance ceramic composition |
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