JPS6018125B2 - 薄膜サ−ミスタ - Google Patents
薄膜サ−ミスタInfo
- Publication number
- JPS6018125B2 JPS6018125B2 JP8693680A JP8693680A JPS6018125B2 JP S6018125 B2 JPS6018125 B2 JP S6018125B2 JP 8693680 A JP8693680 A JP 8693680A JP 8693680 A JP8693680 A JP 8693680A JP S6018125 B2 JPS6018125 B2 JP S6018125B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- temperature
- thermistor
- sensitive resistor
- film
- thin film
- 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.)
- Expired
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- Thermistors And Varistors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、サーミスタ、特に絶縁性基板上に電極膜と感
温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サーミスタに関するも
のである。
温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サーミスタに関するも
のである。
従来この種薄膜サーミスタには、蛇，ＳｉあるいはＦｅ
，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎなどの複合金属酸化物から成る感温
抵抗体際が用いられてきた。
，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｍｎなどの複合金属酸化物から成る感温
抵抗体際が用いられてきた。
これら感温抵抗体膜のサーミスタ定数（以下、単にＢ定
数と言う）は、前記複合酸化物の競結体から成るバルク
サーミスタと同様、温度によらずほぼ一定であつた。こ
のため、この種サーミスタを、第１図に示す電気回路の
回路素子として用い、電気的に温度を検出する場合、出
力電圧が温度に対して直線的に変化しない、あるいは検
出感度が温度によって大中に変動するという欠点があっ
た。
数と言う）は、前記複合酸化物の競結体から成るバルク
サーミスタと同様、温度によらずほぼ一定であつた。こ
のため、この種サーミスタを、第１図に示す電気回路の
回路素子として用い、電気的に温度を検出する場合、出
力電圧が温度に対して直線的に変化しない、あるいは検
出感度が温度によって大中に変動するという欠点があっ
た。
第１図において、１はサーミスタで、その抵抗温度特性
をＲび）で示す。
をＲび）で示す。
２は抵抗値Ｒｏ（一定）の固定抵抗器、３は電圧ＥａＶ
の電源、４は出力電圧で、その値をＥｇで示す。
の電源、４は出力電圧で、その値をＥｇで示す。
これ等の間には、次式が成立する。亘８− Ｒ。
Ｅａ一Ｒｏ＋Ｒ（Ｔ）
以下では簡単化のためにＥａ＝ＩＶとして扱うが、Ｅａ
≠ＩＶの場合に本質的な相違が生じないことは明らかで
あろう。
≠ＩＶの場合に本質的な相違が生じないことは明らかで
あろう。
Ｒｏは、ある一定温度Ｔｏでのサーミスタ抵抗値Ｒ（Ｔ
ｏ）と同じ値になるように選ばれる。Ｔｏは検出温度範
囲、出力電圧Ｅｇを電気的に処理する電気回路の特性な
どによって決められる。第２図、第３図に従来のサーミ
スタについて、代表的な出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、
検出感度ｄＥｇ／ｄＴと温度Ｔの関係をＴｏ＝１５０℃
とした場合について示す。
ｏ）と同じ値になるように選ばれる。Ｔｏは検出温度範
囲、出力電圧Ｅｇを電気的に処理する電気回路の特性な
どによって決められる。第２図、第３図に従来のサーミ
スタについて、代表的な出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、
検出感度ｄＥｇ／ｄＴと温度Ｔの関係をＴｏ＝１５０℃
とした場合について示す。
曲線５，７はＢ＝２００００Ｋ、曲線６，８はＢ＝５０
０びＫの場合である。曲線５，６に示すように、出力電
圧虫ｇは温度Ｔに対して曲線的に変化する。また曲線７
，８に示すように、検出感度過ｇ／ｄＴは、温度Ｔに対
して大中に変動する。このような温度Ｔに対する出力電
圧特性、検出感度特性のために、出力電圧虫ｇを処理す
る電子回路が複雑になる、回路設計も難かしくなるなど
の欠点が派生した。さらにサーミスタで温度を検出し、
それと設定温度とを比較して熱源の発熱量を制御したい
場合、通常、設定温度は可変抵抗器の回転軸の回転角度
に対応するように電気回路が構成されている。
０びＫの場合である。曲線５，６に示すように、出力電
圧虫ｇは温度Ｔに対して曲線的に変化する。また曲線７
，８に示すように、検出感度過ｇ／ｄＴは、温度Ｔに対
して大中に変動する。このような温度Ｔに対する出力電
圧特性、検出感度特性のために、出力電圧虫ｇを処理す
る電子回路が複雑になる、回路設計も難かしくなるなど
の欠点が派生した。さらにサーミスタで温度を検出し、
それと設定温度とを比較して熱源の発熱量を制御したい
場合、通常、設定温度は可変抵抗器の回転軸の回転角度
に対応するように電気回路が構成されている。
この際、前述の如き出力電圧特性、検出感度特性のため
に、回転角度に対して設定温度を直線的に決められない
という欠点があった。検出感度の小さな領域では、温度
Ｔに対する出力電圧Ｅｇの変化が平坦な領域であるので
、可変抵抗器の設定回転角度に微少な変化が発生した場
合、すなわち設定出力電圧Ｅｇに微少な変化が発生した
場合、大きな温度変動が生じ、他方検出感度の大きな領
域では、逆のことが成り立つ。このように設定温度によ
って、設定温度精度がぱらつくという欠点があった。な
お、感温抵抗体腰にＳＩＣ抵抗体膜を用いた場合、その
Ｂ定数は温度依存性を有し、必ずしも一定でない。
に、回転角度に対して設定温度を直線的に決められない
という欠点があった。検出感度の小さな領域では、温度
Ｔに対する出力電圧Ｅｇの変化が平坦な領域であるので
、可変抵抗器の設定回転角度に微少な変化が発生した場
合、すなわち設定出力電圧Ｅｇに微少な変化が発生した
場合、大きな温度変動が生じ、他方検出感度の大きな領
域では、逆のことが成り立つ。このように設定温度によ
って、設定温度精度がぱらつくという欠点があった。な
お、感温抵抗体腰にＳＩＣ抵抗体膜を用いた場合、その
Ｂ定数は温度依存性を有し、必ずしも一定でない。
しかしこの場合にも第２図、第３図、曲線９，１０‘こ
示すように前述の欠点をまぬがれることはできなかった
。本発明は、これら従来の欠点を除去した新規な薄膜サ
ーミスタを提供するものである。本発明の要旨は、絶縁
基板上に電極膜と感温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サ
ーミスタにおいて、少なくとも、感温抵抗体膜が抵抗温
度特性の異なる抵抗体膜を複数個並列接続したものであ
る点にある。
示すように前述の欠点をまぬがれることはできなかった
。本発明は、これら従来の欠点を除去した新規な薄膜サ
ーミスタを提供するものである。本発明の要旨は、絶縁
基板上に電極膜と感温抵抗体膜とを形成して成る薄膜サ
ーミスタにおいて、少なくとも、感温抵抗体膜が抵抗温
度特性の異なる抵抗体膜を複数個並列接続したものであ
る点にある。
本発明のサーミスタの平面図の一例を第４図に示す。
１ １は絶兼慶基板で、アルミナ、ステアタイト、ムラ
イト、ベリリアなどのセラミックあるいは石英、棚桂酸
系硝子などの硝子が用いられる。
イト、ベリリアなどのセラミックあるいは石英、棚桂酸
系硝子などの硝子が用いられる。
１ ２は電極膜で、Ａｕ−Ｐｔ，Ａｇ−Ｐｂ，Ａｕ−Ｐ
ｄ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔなどの厚膜電極膜、Ｃｒ−Ａｕ，
Ｃｒ−Ｃ↓Ｃｒ−Ａｇなどの薄膜電極膜が用いられる。
ｄ，Ａｇ，Ａｕ，Ｐｔなどの厚膜電極膜、Ｃｒ−Ａｕ，
Ｃｒ−Ｃ↓Ｃｒ−Ａｇなどの薄膜電極膜が用いられる。
１３と１４は、両者とも、感温抵抗体であるが、それぞ
れの抵抗温度特性‘ま互いに異なる。第２図では、感温
抵抗体を２個並列接続しているが、２個以上複数個並列
接続してもよい。感溢抵抗体膜１３として、比抵抗約１
ぴ○−仇Ｂ定数約５０００Ｋの（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）複
合酸化物感温抵抗体膜を用い、他方、感温抵抗体１４と
して、比抵抗約１び−仇、Ｂ定数約１２０びＫの（Ｆｅ
，Ｎｉ，Ｃｏ）複合酸化物感温抵抗体膜を用いた場合の
出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、１および検出感度ｄＥｇ
′ｄＴと温度Ｔの関係を第２図、第３図、曲線１５，１
６に示す。
れの抵抗温度特性‘ま互いに異なる。第２図では、感温
抵抗体を２個並列接続しているが、２個以上複数個並列
接続してもよい。感溢抵抗体膜１３として、比抵抗約１
ぴ○−仇Ｂ定数約５０００Ｋの（Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ）複
合酸化物感温抵抗体膜を用い、他方、感温抵抗体１４と
して、比抵抗約１び−仇、Ｂ定数約１２０びＫの（Ｆｅ
，Ｎｉ，Ｃｏ）複合酸化物感温抵抗体膜を用いた場合の
出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、１および検出感度ｄＥｇ
′ｄＴと温度Ｔの関係を第２図、第３図、曲線１５，１
６に示す。
これらの図から明らかなように、出力電圧Ｅｇは、０〜
２４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的
に変化した。
２４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的
に変化した。
また同温度範囲で、検出感度胆ｇ／ｄＴは、１．９土０
．脚ｈＶ／℃であり、ほぼ一定であった。このように抵
抗温度特性の異なる感温抵抗体膜１３，１４を並列接続
することにより、出力電圧特性（第２図）を直線的にで
き、また検出感度特性（第３図）をほぼ一定にできる。
なお、このような特性は、従釆のサーミスタ単体を複数
個並列接続しても実現できるが、本発明のサーミスタは
、１枚の絶縁基板上に集積しているので、小型である、
個々のサーミスタ間の温度均一性に優れているなどの利
点がある。更に実際に電気回路に組み込む場合、本発明
のサーミスタは、２本のりード線を接続するのみで良い
ので、電気回路の構成が簡素化される、作業時間が短時
間で済む、などの利点も派生する。本発明の感温抵抗体
膜は、前述の如きＦｅ，Ｎｊ，Ｃｏ，Ｍｎなどの複合金
属酸化物以外にもＮｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａなどの
単体金属酸化後，Ｓｉ，ＳＩＣなどの群から選ばれた複
数個の感温抵抗体膜を並列接続したものでよいことは明
らかであるつｏこれら種々の感温抵抗体膜のなかでも、
本発明の感温抵抗体膜が、低比抵抗・低Ｂ定数のＳＩＣ
感温抵抗体腰と高比抵抗・高Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体
膜とを並列接続したものは、次の述べるように利点を多
く有する。
．脚ｈＶ／℃であり、ほぼ一定であった。このように抵
抗温度特性の異なる感温抵抗体膜１３，１４を並列接続
することにより、出力電圧特性（第２図）を直線的にで
き、また検出感度特性（第３図）をほぼ一定にできる。
なお、このような特性は、従釆のサーミスタ単体を複数
個並列接続しても実現できるが、本発明のサーミスタは
、１枚の絶縁基板上に集積しているので、小型である、
個々のサーミスタ間の温度均一性に優れているなどの利
点がある。更に実際に電気回路に組み込む場合、本発明
のサーミスタは、２本のりード線を接続するのみで良い
ので、電気回路の構成が簡素化される、作業時間が短時
間で済む、などの利点も派生する。本発明の感温抵抗体
膜は、前述の如きＦｅ，Ｎｊ，Ｃｏ，Ｍｎなどの複合金
属酸化物以外にもＮｉ，Ｚｎ，Ｃｕ，Ｆｅ，Ｂａなどの
単体金属酸化後，Ｓｉ，ＳＩＣなどの群から選ばれた複
数個の感温抵抗体膜を並列接続したものでよいことは明
らかであるつｏこれら種々の感温抵抗体膜のなかでも、
本発明の感温抵抗体膜が、低比抵抗・低Ｂ定数のＳＩＣ
感温抵抗体腰と高比抵抗・高Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体
膜とを並列接続したものは、次の述べるように利点を多
く有する。
すなわちこの感温抵抗体膜は、同一組成の抵抗体膜であ
るので、製造方法が簡単である。
るので、製造方法が簡単である。
通常、ＳＩＣ感溢抵抗体膜は、〜ガス中でＳＩＣ暁給体
をスパッタする方法により容易に形成される。このとき
同一スバッタ蒸着工程中でＡｒガスに不純ガス、たとえ
ばＮ２，０２，Ｃ○，Ｃ０２あるいはそられの混合ガス
など、を添加し、その不純ガスの種類、濃度を制御する
ことによって、低比抵抗・低Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体
膜と高比抵抗・高Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体膜を容易に
形成できる。またＳＩＣ感温抵抗体膜は、化学的にも、
熱的にも安定であるので、信頼性の高い感温抵抗体膜を
得ることができる。感温抵抗体膜１３として、比抵抗約
３０・仇，低温城Ｂ定数（５０〜１４０午０）約１００
０Ｋ，高温域Ｂ定数（１４０〜２３０ｑｏ）約１５０び
ＫのＳＩＣ感温抵抗体膜を、他方感温抵抗体膜１４とし
て、比抵抗約１３００一肌，前記低温城Ｂ定数約２３０
ぴＫ，前記高温城Ｂ定数約２９００ＫのＳＩＣ感温抵抗
体膜を用いた場合の出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、検出
感度ｄＥｇ′ｄＴと温度Ｔの関係を第２図、第３図、曲
線１７，１８に示す。
をスパッタする方法により容易に形成される。このとき
同一スバッタ蒸着工程中でＡｒガスに不純ガス、たとえ
ばＮ２，０２，Ｃ○，Ｃ０２あるいはそられの混合ガス
など、を添加し、その不純ガスの種類、濃度を制御する
ことによって、低比抵抗・低Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体
膜と高比抵抗・高Ｂ定数のＳＩＣ感温抵抗体膜を容易に
形成できる。またＳＩＣ感温抵抗体膜は、化学的にも、
熱的にも安定であるので、信頼性の高い感温抵抗体膜を
得ることができる。感温抵抗体膜１３として、比抵抗約
３０・仇，低温城Ｂ定数（５０〜１４０午０）約１００
０Ｋ，高温域Ｂ定数（１４０〜２３０ｑｏ）約１５０び
ＫのＳＩＣ感温抵抗体膜を、他方感温抵抗体膜１４とし
て、比抵抗約１３００一肌，前記低温城Ｂ定数約２３０
ぴＫ，前記高温城Ｂ定数約２９００ＫのＳＩＣ感温抵抗
体膜を用いた場合の出力電圧Ｅｇと温度Ｔの関係、検出
感度ｄＥｇ′ｄＴと温度Ｔの関係を第２図、第３図、曲
線１７，１８に示す。
これらの図から明らかなように、出力電圧Ｅｇは、０〜
２４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的
に変化した。また同温度範囲で、検出感度岬ｇ／ｄＴは
、１．８９±０．１６ｍＶ′℃であり、ほぼ一定であっ
た。なお、前記検出感度は比較的小さな値であるが、こ
の値は実用上容易に蟹気的に検出できる範囲である。以
上詳述したように本発明の薄膜サーミスタは、従釆の欠
点を解消できることは明らかであるつｏまた本発明の要
旨を越えない範囲内で、前述した組成の感温抵抗体組成
以外の組成のものを用いても良いことは当然である。
２４０℃の広い温度範囲にわたり温度Ｔに対して直線的
に変化した。また同温度範囲で、検出感度岬ｇ／ｄＴは
、１．８９±０．１６ｍＶ′℃であり、ほぼ一定であっ
た。なお、前記検出感度は比較的小さな値であるが、こ
の値は実用上容易に蟹気的に検出できる範囲である。以
上詳述したように本発明の薄膜サーミスタは、従釆の欠
点を解消できることは明らかであるつｏまた本発明の要
旨を越えない範囲内で、前述した組成の感温抵抗体組成
以外の組成のものを用いても良いことは当然である。
第１図はサーミスタを用い、電気的に温度を検出する電
気回路の一例を示す回路図、第２図は第１図に示した鰭
気回路の温度と出力との関係を示す特性図、第３図は同
じ電気回路の温度と検出感度との関係を示す特性図、第
４図は本発明の薄膜サーミス夕の平面図である。 １・・・絶縁性基板、１２・・・鰭極膜、１３と１４・
・・互いに抵抗温度特性の異なる感温抵抗体膜。 第１図第２図第４図 第３図
気回路の一例を示す回路図、第２図は第１図に示した鰭
気回路の温度と出力との関係を示す特性図、第３図は同
じ電気回路の温度と検出感度との関係を示す特性図、第
４図は本発明の薄膜サーミス夕の平面図である。 １・・・絶縁性基板、１２・・・鰭極膜、１３と１４・
・・互いに抵抗温度特性の異なる感温抵抗体膜。 第１図第２図第４図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 絶縁基板上に電極膜と感温抵抗体膜とを形成して成
る薄膜サーミスタにおいて、少なくとも、感温抵抗体膜
が抵抗温度特性の異なる低抗体膜を複数個並列接続した
ものであることを特徴とする薄膜サーミスタ。 ２ 少なくとも、感温抵抗体膜がＧｅ，Ｓｉ，ＳｉＣお
よび金属酸化物の群から選ばれた複数個の感温抵抗体膜
を並列接続したものであることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の薄膜サーミスタ。 ３ 少なくとも、感温抵抗体膜が、低比抵抗・低サーミ
スタ定数のＳｉＣ低抗体膜と高比抵抗・高サーミスタ定
数のＳｉＣ抵抗体膜とを並列接続したものであることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜サーミスタ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8693680A JPS6018125B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8693680A JPS6018125B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5712504A JPS5712504A (en) | 1982-01-22 |
| JPS6018125B2 true JPS6018125B2 (ja) | 1985-05-09 |
Family
ID=13900747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8693680A Expired JPS6018125B2 (ja) | 1980-06-25 | 1980-06-25 | 薄膜サ−ミスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6018125B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02305407A (ja) * | 1989-05-19 | 1990-12-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜サーミスタ |
| JP6756325B2 (ja) * | 2017-10-02 | 2020-09-16 | 株式会社大真空 | 圧電振動デバイス |
-
1980
- 1980-06-25 JP JP8693680A patent/JPS6018125B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5712504A (en) | 1982-01-22 |
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