SU1037084A1

SU1037084A1 - Терморезистор

Info

Publication number: SU1037084A1
Application number: SU813347910A
Authority: SU
Inventors: Владимир Владимирович Михневич; Николай Константинович Толочко; Валентин Никифорович Нестерко
Original assignee: Витебское отделение Института физики твердого тела и полупроводников АН БССР
Priority date: 1981-10-15
Filing date: 1981-10-15
Publication date: 1983-08-23

Abstract

1.ТЕРМОРЕЗИСТОР, содержащий термочувствительный элемент, Выполненный из VOjj , размещенный на подложке и снабженный электродами, ооединенньми с токоподводами, о т личающийс тем,что,с целью расширени диапазона измер емых : температур, в термочувствительный элемент введена добавка Nb , распре деленна) в объеме термочувствительного элемента с плавным изменением концентрации в плоскости размещени электродов в направлении, перпендикул рном к линии, соедин ющей их центры. . 2. Терморезистор по п.1, отличающийс тем, то концентраци добавки измен етс в пределах (Л 0,1-8,9 ьюл.%.

Description

Изобретение относитс к термомет рии, а именно к конструкци м терморезисторов . Известен полупроводниковый датчик 1 термометра сопротивлени , содержащий термочувствительный элемент и вывЬды с помощью которого мо но измер ть температуру в интервале 50 - . Однако указанный термометр обладает сравнительно невысокой чувствительностью . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс терморезисторС2 , содержащий термо чувствительный элемент, выполненный из VO , размещенный на подложке и снабженный электродами, соединенн ми с токоподводами. Характерным свойством указанного материала (VCx), которое положено в основу-ра боты терморезистора, вл етс наличие фазового перехода металл - полупроводник , сопровождающегос резким изменением электросопротивлени (скачком), Терморезистор, изготовленный на основе окислов ванади , обладает р дом преимуществ, а именно: большой чувствительностью (проводимость rVO при фазовом переходе измен етс Б 10 раз), высокой надежностью Недостатком указанного терморезистора (с термочувствительным элементом на основе окислов ванади ) вл етс узкий диапазон измер емых температур, как правило, лежащий в пределах . Это объ сн етс тем что значение температуры срабатыва ни терморезистора соответствует значению температуры фазового пере хода в материале термочувствительно го элемента, который происходит во всем объеме материала одновременно вследствие его однородности. При эт . электросопротивление также измен ет с во всем объеме элемента одновременно , целью изобретени вл етс расши рение диапазона измер емых температур . Указанна цель достигаетс тем, что в термочувствительный элемент введена добавка Nb, распределенна в объеме термочувствительного элемента с плавным изменением концентрации в плоскости, размещени электр дов в направлении, перпендикул рном к, линии, соедин ющей их центры. Кроме того, кt нцeнтpaци добавки измен етс в пределах 01-8,9 мол %. Ка фиг, 1 представлен предлагае мы терморезистор, вид сбоку; на фиг 2 - то же, вид сверху; на фиг, 3 - график концентрации примеси .(Kb) в объеме чувствительного элемента,; Терморезистор содержит термочувствительный элемент 1, электроды 2, юдложку 3, токоподводы 4, Концентраци примеси измен етс в направлении, перпендикул рном к направлению электрического тока i, протекающего ч.ерез терморезистор, или, что все равно , в плоскости размещени электродов в направлении, перпендикул рном линии соедин ющей их центры. Терморезистор имеет более широкий диапазон измер емых температур по сравнению с известным. Это св зано с тем, что, по мере изменени температуры , переход в новую (металлическую или неметаллическую) фазу происходит не по всему объему материала одновременно, а плавно: первоначально о.бразуетс тонкий слой новой фазы , который затем постепенно утолщаетс с изменением температуры, заполн весь объем. Благодар этому в терморезисторах, изготовленных на основе таких материалов изменение сопротивлени в зависимости от температуры происходит не резким скачком в узком температурном интервале , а плавно в более широком диапазоне температур. Указанное свойство терморезисто-1 ра объ сн етс наличием зависимое- , Ти температуры фазового перехода от концентрации добавки и наличием градиента этой концентрации в объеме элемента, Выбор в конкретном случае минимально возможного значени концентрации добавки ниоби (0,1 мол,%) определ етс чувствительностью метода микрорентгеноспектрального анализа, позвол ющего опрвдел ть концентрацию. Выбор максимально возможного значени 8,9 мол,%) св зан с по влением в материале элемента новой неметаллической фазы при возрастании концентрации .ниоби выше указанного предела, что ведет к нарушению нормальной работы терморезистора . Пример , На стекл нной подложке формируют методом вакуумного напылени резистивную пленку соединени Nb О2.(г е X - концентра- р ци добавки, мол,%) толщиной 2000 А в виде пр моугольника размерами 10х х15 мм. Градиент концентрации на правлен вдоль короткой стороны пр моугольника . Концентраци измен т: с авномерно от 0 1 мол.% у кра одной длинной стороны ijo 8,3 молi% у кра противоположной стороны,По кра м коротких сторон пленочного пр моугольника формируют тем же методом алюминиевые электроды. Выполненный .таким образом терморезистор позвол ет измер ть температуру от 339 К,что. срответствует концентрации добавки б,1 мол.% до ,что соответствует}

концентрации добавки . 8,9 мол.%. При этом сопротивление терморезистора измен етс по-прежнему на неiсколько пор дков.

При сохранении высоких значений чувствительности значительно возрастает диапазон измер ем:1х темаератур, ,.в частности, в терморезисторе, ВЕШОЛненном на основе 02(0,001: Х.0,089), ширина диапазона измер емых температур возрастает приблизительно в 9 раз по сравнению с изгег ным терморезистором.

Термочувствительный элемеут терморезистора может содержать в качестве добавки вместо Nb другие вещества , например хром, вольфрам (Cr,W). Кроме того, в качестве материала термочувствительного элемента может .батъ использована, например, полутораокись вангщи примес ью титана Т (проводимость Р.. фазовым переходе измен етс в 10 раз .ч.

Таким образом, изобретение позвол ет расширить диапазон измер емых температур при сохранении высокой чувствительности.

-.,- Я-, МОА . %

Claims

1.ТЕРМОРЕЗИСТОР, содержащий термочувствительный элемент, [выполненный из VO3 , размещенный на подложке и снабженный электродами, соединенньми с токоподводами, о т^гл и ч ающий с я тем,что,с целью расширения диапазона измеряемых Температур, в термочувствительный элемент введена добавка Nb , распре¹деленная в объеме термочувствительного элемента с плавным изменением концентрации в плоскости размещения электродов в направлении, перпендикулярном к линии, соединяющей их центры. .

2. Терморезистор поп.1, отличающийся тем, что концентра- g ция добавки изменяется в пределах 0,1-8,9 мол.%.

•PhlI >