JPS5850725A - 複合機能素子 - Google Patents
複合機能素子Info
- Publication number
- JPS5850725A JPS5850725A JP56150451A JP15045181A JPS5850725A JP S5850725 A JPS5850725 A JP S5850725A JP 56150451 A JP56150451 A JP 56150451A JP 15045181 A JP15045181 A JP 15045181A JP S5850725 A JPS5850725 A JP S5850725A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- noise
- varistor
- range
- voltage
- sintered body
- 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
ベリリウム（Ｂｅｄ）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ｋｉｋｋ舎髪舎寺袖に関するもの
である。
ベリリウム（Ｂｅｄ）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ｋｉｋｋ舎髪舎寺袖に関するもの
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Ｓ
ｉＣバリスタや酸化亜鉛を主成分とする・（リスクがあ
る。かかるバリスタは電流（１）−を圧閉特性が近似的
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、ａは電圧非直線指数である０８ｉＣ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、
ａは２〜７程度である。また、酸化亜鉛バリスタは酸化
亜鉛（ＺｎＱ）にＢｉ２Ｏ３゜Ｃｏｏ、ＭｎＯ２，５ｂ
２ｏ３等を微量添加して焼成Ｌｉことにより得られる素
子であり、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。
ｉＣバリスタや酸化亜鉛を主成分とする・（リスクがあ
る。かかるバリスタは電流（１）−を圧閉特性が近似的
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、ａは電圧非直線指数である０８ｉＣ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、
ａは２〜７程度である。また、酸化亜鉛バリスタは酸化
亜鉛（ＺｎＱ）にＢｉ２Ｏ３゜Ｃｏｏ、ＭｎＯ２，５ｂ
２ｏ３等を微量添加して焼成Ｌｉことにより得られる素
子であり、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５〜１０％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５〜１０％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子は、チ
タン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等９半導体磁
器粒界を再酸化または原子側補償することにより絶縁化
して得られる素子壬ある。
タン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム等９半導体磁
器粒界を再酸化または原子側補償することにより絶縁化
して得られる素子壬ある。
□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。捷た、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、１ ｍＡ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。
である。捷た、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、１ ｍＡ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１７、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１７、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、、、産業用はもとより、マイクロコン
ピユーぞの応用により、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
ータ等を構成スる一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。ノイズとげ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−１人工的に発
生すル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゛コイ今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、、、産業用はもとより、マイクロコン
ピユーぞの応用により、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
ータ等を構成スる一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。ノイズとげ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−１人工的に発
生すル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゛コイ今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ベリＩＪウム（Ｂｅｄ）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ベリＩＪウム（Ｂｅｄ）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モル係。
酸化チタンを４９．７〜４８．７１モル係、酸化ベリリ
ウムを０．０１〜１．０モル係、及び酸化ニオブ。
ウムを０．０１〜１．０モル係、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
０．０５〜０．６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１〜５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１３００〜１４６
０℃の範囲で１〜５時間焼成して比抵抗が０．２〜０．
５９φｍで、平均粒径が２０〜５０ ｐ ｍの焼結体を
作成した。この焼結体の形吠は乙６φｘ ｏ、ｙ ｔ
（ｍ＋ｎ）である。この後、１０００〜１３００ｔｌ：
の範囲で０．５〜５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ｓｈｏφ（馴）とした。
０．０５〜０．６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１〜５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１３００〜１４６
０℃の範囲で１〜５時間焼成して比抵抗が０．２〜０．
５９φｍで、平均粒径が２０〜５０ ｐ ｍの焼結体を
作成した。この焼結体の形吠は乙６φｘ ｏ、ｙ ｔ
（ｍ＋ｎ）である。この後、１０００〜１３００ｔｌ：
の範囲で０．５〜５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ｓｈｏφ（馴）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、酸化テタン及び炭
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１ｍＡ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８×２０μ８８Ｃとし
、バリスタ電圧■１ｒｎＡが初期値に対して０１０％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。
。尚、下記表中でＮＴｉ／ＮＳｒは、酸化テタン及び炭
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１ｍＡ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８×２０μ８８Ｃとし
、バリスタ電圧■１ｒｎＡが初期値に対して０１０％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）
０．９０〜１．２５ の範囲でバリスタ及びコンデンサ
の機能を有していと；、特に。、９７〜１．０３６
の範囲が良好である。また、酸化ベリリウムの添加量と
しては０．０１〜１．０モル％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０酸化ベリリウムの添加量がＯ，Ｏｊ１モル％満では
αが５以下であり、サージ耐量も１００Ａ以下であった
。また、酸化ベリ９ウムの添加量が１．０モル％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！７を生じゃすく、特性バラツキが大き
い上、サージ耐量がやはり１００Ａ以下と小さいＯ 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、０．０５〜０．５モル％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
．２〜０．５０・ｍ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きくすることができなかった。上
記表の試料Ｎｏ。
の機能を有していと；、特に。、９７〜１．０３６
の範囲が良好である。また、酸化ベリリウムの添加量と
しては０．０１〜１．０モル％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０酸化ベリリウムの添加量がＯ，Ｏｊ１モル％満では
αが５以下であり、サージ耐量も１００Ａ以下であった
。また、酸化ベリ９ウムの添加量が１．０モル％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！７を生じゃすく、特性バラツキが大き
い上、サージ耐量がやはり１００Ａ以下と小さいＯ 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、０．０５〜０．５モル％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
．２〜０．５０・ｍ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きくすることができなかった。上
記表の試料Ｎｏ。
３，７〜１０．１３〜１６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。
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図の出力伏況曲線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、５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図の出力伏況曲線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、５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、バリスタとコンデンサ２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。
を備え、バリスタとコンデンサ２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。
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 ほか１名相
１ 図 ？ 第２１１ 第５図 →Ｗ１遺秩Ｃ１４８幻
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名相
１ 図 ？ 第２１１ 第５図 →Ｗ１遺秩Ｃ１４８幻
Claims (1)
- チタンとストロンチウムの原子数の比が０．９７〜１．
０３８の範囲にあり、酸化ベリリウムを０．０１〜１．
０モル−〇範囲で含有し、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をも１種類の
元素番含み、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一七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 |
|---|---|---|---|
| JP56150451A JPS5850725A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56150451A JPS5850725A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5850725A true JPS5850725A (ja) | 1983-03-25 |
Family
ID=15497213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56150451A Pending JPS5850725A (ja) | 1981-09-21 | 1981-09-21 | 複合機能素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850725A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158736U (ja) * | 1985-03-23 | 1986-10-01 |
-
1981
- 1981-09-21 JP JP56150451A patent/JPS5850725A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61158736U (ja) * | 1985-03-23 | 1986-10-01 |
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