JPS5850723A - 複合機能素子 - Google Patents
複合機能素子Info
- Publication number
- JPS5850723A JPS5850723A JP56150449A JP15044981A JPS5850723A JP S5850723 A JPS5850723 A JP S5850723A JP 56150449 A JP56150449 A JP 56150449A JP 15044981 A JP15044981 A JP 15044981A JP S5850723 A JPS5850723 A JP S5850723A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- varistor
- sintered body
- oxide
- 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
銀（Ａｑ２０）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。
銀（Ａｑ２０）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。
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（Ｉｌ−電圧量特性が近似的に
Ｉ −（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。
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Ｂ１２ｏ３゜Ｃｏｏ、Ｍ
ｎＯ２，５ｂ２０３等を微量添加して焼成しタコとによ
り得られる素子であシ、その電圧非直線指数αが６０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Ｂ１２ｏ３゜Ｃｏｏ、Ｍ
ｎＯ２，５ｂ２０３等を微量添加して焼成しタコとによ
り得られる素子であシ、その電圧非直線指数αが６０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、このような従来のバリスタは誘電率が小
さく、また誘電損失角（ｔａｎδ）が６〜１０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。
さく、また誘電損失角（ｔａｎδ）が６〜１０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′″ 九 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
り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′″ 九 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
り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
入しかしながら、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。
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
入しかしながら、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。
さて、最近の電気・電子機器はきわめて高度な制御を要
するようになり、産声用はもとより、マイクロコンピュ
ータの応用により、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り一旦誤動作、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、従来より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り、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６〜２０ ＫＨｚ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、線間あるいは線入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、−二 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
部品点数が多くなり、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。
するようになり、産声用はもとより、マイクロコンピュ
ータの応用により、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り一旦誤動作、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、従来より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り、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６〜２０ ＫＨｚ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、線間あるいは線入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、−二 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
部品点数が多くなり、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銀（Ａ（１２０）を含有させて得ら
れるものであり、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銀（Ａ（１２０）を含有させて得ら
れるものであり、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〉
炭酸ストロンチウムを５０．２２〜４７．９５モルチ。
酸化チタンを４９．７〜４８・７１モル係、酸化銀を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０．０５〜０
．５モルチ含有させてなる組成物を十分に混合して後、
１１００〜１２６０℃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て１３ｏＯ〜１４６０℃の範囲で
１〜６時間焼成して比抵抗が０．２〜０．５０・錆で、
平均粒径が２０〜６０μｍの焼結体を作成した。この焼
結体の形状は７．６φ×０・７ｔ（ｍｍ） である。こ
の後、１ｏＯｏ〜１３００℃の範囲で０．６〜６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。
．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０．０５〜０
．５モルチ含有させてなる組成物を十分に混合して後、
１１００〜１２６０℃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て１３ｏＯ〜１４６０℃の範囲で
１〜６時間焼成して比抵抗が０．２〜０．５０・錆で、
平均粒径が２０〜６０μｍの焼結体を作成した。この焼
結体の形状は７．６φ×０・７ｔ（ｍｍ） である。こ
の後、１ｏＯｏ〜１３００℃の範囲で０．６〜６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（Ｗｒｒｎ）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ＮＴｉ／ＮＳｒ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１ＫＨｚ
における誘電率であり、ｔａｎδは誘電損失角である
。αは１ ｍＡと１０ｍＡ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、サージ耐量が大きいほど優れたバリスタといえる
。
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１ＫＨｚ
における誘電率であり、ｔａｎδは誘電損失角である
。αは１ ｍＡと１０ｍＡ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、サー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８×２０μｓｅｃ
とし、バリスタ電圧ｖ１ｍＡが初期値に対して（Ｅ）１
０％劣化する電流波高値をサージ耐量と規定した。パル
スの印加回数は２回である。
とし、バリスタ電圧ｖ１ｍＡが初期値に対して（Ｅ）１
０％劣化する電流波高値をサージ耐量と規定した。パル
スの印加回数は２回である。
（以 下 余 白）
上記表から明らかなように、ＮＴｉ／Ｎｓｒ比が０．９
０〜１．２６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０．９７〜１．０３６の範囲が良好
である。また、酸化銀の添加量としては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。この酸化銀の添加
量が０．０１モモル係満ではαが６以下であり、サージ
耐量、もｔｓｏＡ程度であった。捷た、酸化銀の添加量
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１０ＯＡ
以下と小さい。
０〜１．２６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０．９７〜１．０３６の範囲が良好
である。また、酸化銀の添加量としては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。この酸化銀の添加
量が０．０１モモル係満ではαが６以下であり、サージ
耐量、もｔｓｏＡ程度であった。捷た、酸化銀の添加量
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１０ＯＡ
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り、Ｏ，ＯＳ〜０．６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・備の範囲にすることができた。この範
囲の量より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
試料扁３゜７〜１０．１３〜１５が本発明の筒中に入る
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り、Ｏ，ＯＳ〜０．６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・備の範囲にすることができた。この範
囲の量より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
試料扁３゜７〜１０．１３〜１５が本発明の筒中に入る
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り、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ない。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、６はコイル、６はコンデンサ、７は
バリスタである。
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ない。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、６はコイル、６はコンデンサ、７は
バリスタである。
以上述べたように、本発明の素子は従来にない複合機能
を備え、バＩＪ ７タとコンデンサの２つの役割を同時
に果たすことが可能であり、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
するものであり、今後マイクロコンピュータ制御機器の
誤動作防止と破壊防止の用途等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ＩＪ ７タとコンデンサの２つの役割を同時
に果たすことが可能であり、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
するものであり、今後マイクロコンピュータ制御機器の
誤動作防止と破壊防止の用途等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 はが１名＠Ｉ
Ｂａ ＠２図 第５８１ →用嗅１（別２）
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 はが１名＠Ｉ
Ｂａ ＠２図 第５８１ →用嗅１（別２）
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、酸化銀を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Ｏ，ＯＳ〜０．５モルチ
の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 |
|---|---|---|---|
| JP56150449A JPS5850723A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56150449A JPS5850723A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850723A true JPS5850723A (ja) | 1983-03-25 |
Family
ID=15497171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56150449A Pending JPS5850723A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850723A (ja) |
-
1981
- 1981-09-21 JP JP56150449A patent/JPS5850723A/ja active Pending
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