JPS63108701A - 半導体感温素子 - Google Patents
半導体感温素子Info
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- JPS63108701A JPS63108701A JP25492886A JP25492886A JPS63108701A JP S63108701 A JPS63108701 A JP S63108701A JP 25492886 A JP25492886 A JP 25492886A JP 25492886 A JP25492886 A JP 25492886A JP S63108701 A JPS63108701 A JP S63108701A
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- Pending
Links
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- 229910000896 Manganin Inorganic materials 0.000 claims description 6
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Landscapes
- Measuring Temperature Or Quantity Of Heat (AREA)
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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】
［技術分野１
本発明は、熱感知器に用いられる半導体感温素子に関す
るものである。
るものである。
［背景技術１
従来、熱感知器の温度センサとしては、バイメタルの熱
による変形で接点を閏じるものや、空気の膨張によって
ダイヤプラムを変形させて接点を閉じるものなどがある
が、近年これに代わるものとして、温度変化に応じて抵
抗値の変化するサーミスタなどの半導体感温素子を用い
た熱感知器が作られるようになった。
による変形で接点を閏じるものや、空気の膨張によって
ダイヤプラムを変形させて接点を閉じるものなどがある
が、近年これに代わるものとして、温度変化に応じて抵
抗値の変化するサーミスタなどの半導体感温素子を用い
た熱感知器が作られるようになった。
しかし、この半導体感温素子では表面積が小さいため、
熱応答性が悪く、しかも半導体感温素子のリード線に熱
伝導性が高い銅を用いているから、半導体チップが温度
上昇してもリード線のために熱が逃げ、正確な温度検出
ができない問題があった。そこで、素早く室温の上昇を
検知するため、昔ながらの感熱板などに頼らざる得なか
った。しかし、この感熱板による方式は、サーミスタと
感熱板の密着の度合によって、熱応答性が大幅に変化し
てしまう欠点があった。
熱応答性が悪く、しかも半導体感温素子のリード線に熱
伝導性が高い銅を用いているから、半導体チップが温度
上昇してもリード線のために熱が逃げ、正確な温度検出
ができない問題があった。そこで、素早く室温の上昇を
検知するため、昔ながらの感熱板などに頼らざる得なか
った。しかし、この感熱板による方式は、サーミスタと
感熱板の密着の度合によって、熱応答性が大幅に変化し
てしまう欠点があった。
［発明の目的］
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、熱応答性を向上させて温度上昇を素
早く検知できる半導体感温素子を提供することにある。
的とするところは、熱応答性を向上させて温度上昇を素
早く検知できる半導体感温素子を提供することにある。
［発明の開示］
（偵成）
本発明は、温度変化に応じて抵抗値の変化する半導体チ
ップに接合されたリード線を熱伝導率の低い金属で形成
し、リード線から熱が逃げないようにして、熱応答性を
向上させたものである。
ップに接合されたリード線を熱伝導率の低い金属で形成
し、リード線から熱が逃げないようにして、熱応答性を
向上させたものである。
（実施例）
第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示す図であり、
本実施例では半導体感温素子であるサーミスタを用いた
ものについて説明する。このサーミスタは、第１図に示
すように、２本のリード線２の先端にサーミスタチップ
１を接合し、リード線２の他端を残してコーテイング材
３でコーティングしである。このコーテイング材３はサ
ーミスタの耐環境性を向上するためのものである。そし
て、リード線２は熱伝導率の低いマン〃二ンで形成しで
ある。このマンガニンは、銅８０〜８５％、マン〃二ン
１２〜１５％、ニッケル２−４む合金であり、精密な巻
線抵抗を作成するときなどに用いるものである。
本実施例では半導体感温素子であるサーミスタを用いた
ものについて説明する。このサーミスタは、第１図に示
すように、２本のリード線２の先端にサーミスタチップ
１を接合し、リード線２の他端を残してコーテイング材
３でコーティングしである。このコーテイング材３はサ
ーミスタの耐環境性を向上するためのものである。そし
て、リード線２は熱伝導率の低いマン〃二ンで形成しで
ある。このマンガニンは、銅８０〜８５％、マン〃二ン
１２〜１５％、ニッケル２−４む合金であり、精密な巻
線抵抗を作成するときなどに用いるものである。
このサーミスタを用いた熱検知器の回路を第３図に示す
．この熱感知器は、火災などの熱を感知するサーミスタ
ＴＨと、このサーミスタＴＨの熱応答より遅い時定数を
持ったＣＲ積分回路とで構成された差動特性を有する熱
感知器であり、ダイオードブリックＤＢを介して供給さ
れる電源電圧を定電圧化するトランジスタＱ Ｉ Ｎ抵
抗Ｒ１ｑツェナダイオードＺＤ，、コンデンサＣ１から
なる定電圧回路１と、上記サーミスタＴＨの熱応答より
遅い時定数を持ったＣＲ積分回路４と、及び上記サーミ
スタＴＨを介して電流が供給される抵抗Ｒ２の両端電圧
が温度の急変によりＣＲ積分回路４のコンデンサＣ７の
両端電圧以上に上昇したとき感知出力を生じる比較スイ
ッチ回路であるＰＵＴＱ、とで構成され差動特性を有す
る感知回路２と、感知回路２出力にてダイオードプリ７
ノＤＢ出力の両端を短絡し入力側に火災等であることを
示す検知信号を出力する短絡回路３とで構成されている
。
．この熱感知器は、火災などの熱を感知するサーミスタ
ＴＨと、このサーミスタＴＨの熱応答より遅い時定数を
持ったＣＲ積分回路とで構成された差動特性を有する熱
感知器であり、ダイオードブリックＤＢを介して供給さ
れる電源電圧を定電圧化するトランジスタＱ Ｉ Ｎ抵
抗Ｒ１ｑツェナダイオードＺＤ，、コンデンサＣ１から
なる定電圧回路１と、上記サーミスタＴＨの熱応答より
遅い時定数を持ったＣＲ積分回路４と、及び上記サーミ
スタＴＨを介して電流が供給される抵抗Ｒ２の両端電圧
が温度の急変によりＣＲ積分回路４のコンデンサＣ７の
両端電圧以上に上昇したとき感知出力を生じる比較スイ
ッチ回路であるＰＵＴＱ、とで構成され差動特性を有す
る感知回路２と、感知回路２出力にてダイオードプリ７
ノＤＢ出力の両端を短絡し入力側に火災等であることを
示す検知信号を出力する短絡回路３とで構成されている
。
この熱感知器の火災等の感知動作について説明する．温
度が火災等により急変すると、サーミスタＴＨの抵抗値
が低下し、サーミスタＴＨと抵抗Ｒ，の接続点であるＡ
点の電位が上昇する。このとき、それまではトランジス
タＱ３の導通によりＡ点の電位にトランジスタＱ，のベ
ース・エミッタ闇電圧ｖ訃を加えた電圧であった抵抗Ｒ
７とトランジスタＱ，の接続点であるＢ点の電位もＣＲ
積分回路４の時定数に従って上昇していく。つまりＣＲ
積分回路４の時定数をサーミスタＴＨの熱応答に比べて
遅い時定数に設定しであるため、Ａ点の電位の上昇がＢ
点の電位の上昇より速い。このため、トラン７ス．りＱ
，がバイアスされなくなり、トランジスタＱ，がオフし
た後は定電圧回路１にて抵抗Ｒ７を介してコンデンサＣ
１が充電されるので、Ｂ点の電位は抵抗Ｒ７とコンデン
サＣ４の時定数に従って上昇していくものである。そし
て、サーミスタＴＨの熱応答に比べて遅く充電されるよ
うにＣＲ積分回路４の時定数を設定しであるから、Ａ点
の電位の上昇がＢ，αの電位の上昇より速く、このため
ある時点でＡ点の電位がＢ点の電位を越える．これによ
り、ＰＵＴＱ．がオンし、トランジスタＱ２をオンする
ことにより、５ＣＲＱ。
度が火災等により急変すると、サーミスタＴＨの抵抗値
が低下し、サーミスタＴＨと抵抗Ｒ，の接続点であるＡ
点の電位が上昇する。このとき、それまではトランジス
タＱ３の導通によりＡ点の電位にトランジスタＱ，のベ
ース・エミッタ闇電圧ｖ訃を加えた電圧であった抵抗Ｒ
７とトランジスタＱ，の接続点であるＢ点の電位もＣＲ
積分回路４の時定数に従って上昇していく。つまりＣＲ
積分回路４の時定数をサーミスタＴＨの熱応答に比べて
遅い時定数に設定しであるため、Ａ点の電位の上昇がＢ
点の電位の上昇より速い。このため、トラン７ス．りＱ
，がバイアスされなくなり、トランジスタＱ，がオフし
た後は定電圧回路１にて抵抗Ｒ７を介してコンデンサＣ
１が充電されるので、Ｂ点の電位は抵抗Ｒ７とコンデン
サＣ４の時定数に従って上昇していくものである。そし
て、サーミスタＴＨの熱応答に比べて遅く充電されるよ
うにＣＲ積分回路４の時定数を設定しであるから、Ａ点
の電位の上昇がＢ，αの電位の上昇より速く、このため
ある時点でＡ点の電位がＢ点の電位を越える．これによ
り、ＰＵＴＱ．がオンし、トランジスタＱ２をオンする
ことにより、５ＣＲＱ。
がトリガされて点弧する．このＳ Ｃ Ｒ Ｑ ｓの点
弧によりダイオードブリッジＤＢの両端を短絡し、この
電源短絡信号を図示しない警報回路等にて検知すること
で火災等を報知するものである．なお、この熱感知器で
はサーミスタＴＨと直列に電圧制限回路としてのツェナ
ダイオードＺＤ，を挿入してあり、温度が緩やかに上昇
し、コンデンサＣ１の漏れ電流が太きくＣＲ積分回路４
のコンデンサＣ７の両端電圧が制限されて、ある電圧以
上に上昇できなくなった場合に、抵抗Ｒ１の両端電圧が
コンデンサＣＩの両端電圧以上に上昇して、火災等でな
いにも拘わらず警報を発するような誤動作を防止・する
ようにしである。
弧によりダイオードブリッジＤＢの両端を短絡し、この
電源短絡信号を図示しない警報回路等にて検知すること
で火災等を報知するものである．なお、この熱感知器で
はサーミスタＴＨと直列に電圧制限回路としてのツェナ
ダイオードＺＤ，を挿入してあり、温度が緩やかに上昇
し、コンデンサＣ１の漏れ電流が太きくＣＲ積分回路４
のコンデンサＣ７の両端電圧が制限されて、ある電圧以
上に上昇できなくなった場合に、抵抗Ｒ１の両端電圧が
コンデンサＣＩの両端電圧以上に上昇して、火災等でな
いにも拘わらず警報を発するような誤動作を防止・する
ようにしである。
このサーミスタのリード線２としてシンチェウ、銅、及
びマンガニンを用いた場合の熱伝導率を第２図（ａ）〜
（ｃ）に示す。これは室温２５℃の気中にサーミスタを
放置し、７５℃（ｌｅｓ／ｓｅｃの気流中ヘサーミスタ
を投入した場合のサーミスタチップ１の温度上昇を測定
したものである。この図から明らかなように、マンガニ
ンにてリード線２を形成してものは、銅あるいはシンチ
ュウにてリード線２を形成したものより、極めて熱応答
性が良いことが分かる。なお、サーミスタチップ１毎で
のばらつきも非常に少なくなった。つまり、サーミスタ
チップ１からリード＃！２を伝わって逃げる熱が減少し
たため、周囲温度が上昇するとサーミスタチップ１の温
度は周囲温度の上昇に伴って上昇し、このため熱応答性
が良（なる。なお、マンガニンの電気抵抗値はほぼ導線
の抵抗値と同様であり、またサーミスタチップ１の抵抗
値がＭΩであるから、仮にリード＃ｉ２の抵抗値が増加
したとしても殆どサーミスタの抵抗値に影響を与えない
。
びマンガニンを用いた場合の熱伝導率を第２図（ａ）〜
（ｃ）に示す。これは室温２５℃の気中にサーミスタを
放置し、７５℃（ｌｅｓ／ｓｅｃの気流中ヘサーミスタ
を投入した場合のサーミスタチップ１の温度上昇を測定
したものである。この図から明らかなように、マンガニ
ンにてリード線２を形成してものは、銅あるいはシンチ
ュウにてリード線２を形成したものより、極めて熱応答
性が良いことが分かる。なお、サーミスタチップ１毎で
のばらつきも非常に少なくなった。つまり、サーミスタ
チップ１からリード＃！２を伝わって逃げる熱が減少し
たため、周囲温度が上昇するとサーミスタチップ１の温
度は周囲温度の上昇に伴って上昇し、このため熱応答性
が良（なる。なお、マンガニンの電気抵抗値はほぼ導線
の抵抗値と同様であり、またサーミスタチップ１の抵抗
値がＭΩであるから、仮にリード＃ｉ２の抵抗値が増加
したとしても殆どサーミスタの抵抗値に影響を与えない
。
［発明の効果］
本発明は上述のように、温度変化に応じて抵抗値の変化
する半導体チップに接合されたリード線を熱伝導率の低
い金属で形成しているので、リード線から熱が逃げない
ようにでき、このため周囲温度が上昇すると半導体感温
素子のチップの温度は周囲温度の上昇に伴って上昇し、
熱応答性が良（なる効果を奏する。
する半導体チップに接合されたリード線を熱伝導率の低
い金属で形成しているので、リード線から熱が逃げない
ようにでき、このため周囲温度が上昇すると半導体感温
素子のチップの温度は周囲温度の上昇に伴って上昇し、
熱応答性が良（なる効果を奏する。
第１図は本発明の一実施例の斜視図、ｒＩＩＪ２図（ａ
）〜（ｅ）は同上のリード線をシンチュウ、銅、及びマ
ンガニンとした場合の熱応答特性を示す説明図、第３図
は同上を用いた熱感知器の回路図である。 １はサーミスタチップ、２はリード線である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 （Ｃ） 第３図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和６１年特許願第２５４９２８号 ２、発明の名称 半導体感温素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 藤 井 貞 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 なし［１１本願明細
書第３頁第１６行目の［マン〃二ン］を「マンガン」と
訂正する。 ［２］ 同上第５頁第１９行目の［ＰＵＴＱｓＪを［Ｐ
ＵＴＱｓＪと訂正する。 １３１ 同上第６頁第４行目乃至第１３行目の［なお、
・・・・・・ようにしである。」を削除する。 ［４］ 同上第７頁ｆ５１行目の「してものは、」を
［したものは、］と訂正する。 ［５１同上同頁第９行目の「導線］を「銅線」と訂正す
る。
）〜（ｅ）は同上のリード線をシンチュウ、銅、及びマ
ンガニンとした場合の熱応答特性を示す説明図、第３図
は同上を用いた熱感知器の回路図である。 １はサーミスタチップ、２はリード線である。 代理人 弁理士 石 １）長 七 第２図 （Ｃ） 第３図 手続補正書（自発） １、事件の表示 昭和６１年特許願第２５４９２８号 ２、発明の名称 半導体感温素子 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所 大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者 藤 井 貞 夫 ４、代理人 郵便番号 ５３０ ５、補正命令の日付 自 発 ６、補正により増加する発明の数 なし［１１本願明細
書第３頁第１６行目の［マン〃二ン］を「マンガン」と
訂正する。 ［２］ 同上第５頁第１９行目の［ＰＵＴＱｓＪを［Ｐ
ＵＴＱｓＪと訂正する。 １３１ 同上第６頁第４行目乃至第１３行目の［なお、
・・・・・・ようにしである。」を削除する。 ［４］ 同上第７頁ｆ５１行目の「してものは、」を
［したものは、］と訂正する。 ［５１同上同頁第９行目の「導線］を「銅線」と訂正す
る。
Claims (2)
- （１）温度変化に応じて抵抗値の変化する半導体チップ
に接合されたリード線を熱伝導率の低い金属で形成して
成ることを特徴とする半導体感温素子。 - （２）上記熱伝導率の低い金属としてマンガニンを用い
て成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半
導体感温素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25492886A JPS63108701A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 半導体感温素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25492886A JPS63108701A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 半導体感温素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63108701A true JPS63108701A (ja) | 1988-05-13 |
Family
ID=17271804
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25492886A Pending JPS63108701A (ja) | 1986-10-27 | 1986-10-27 | 半導体感温素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63108701A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105224U (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | ||
| JPS63131101U (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-26 | ||
| JPS63131102U (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-26 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034741B1 (ja) * | 1970-08-26 | 1975-11-11 |
-
1986
- 1986-10-27 JP JP25492886A patent/JPS63108701A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034741B1 (ja) * | 1970-08-26 | 1975-11-11 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63105224U (ja) * | 1986-12-25 | 1988-07-07 | ||
| JPS63131101U (ja) * | 1987-02-18 | 1988-08-26 | ||
| JPS63131102U (ja) * | 1987-02-19 | 1988-08-26 |
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