JPS60258904A

JPS60258904A - 限流素子

Info

Publication number: JPS60258904A
Application number: JP59115007A
Authority: JP
Inventors: 洋丹羽; 俊春田中
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1984-06-05
Filing date: 1984-06-05
Publication date: 1985-12-20

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。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はカラーテレビ等の各種電子機器等に用いられる
正の抵抗温度係数を有する正特性チタン２／＼−。

酸バリウム系半導体磁器を用いた限流素子に関するもの
である。

従来例の構成とその問題点従来より大きな正の抵抗温度係数を有するチタン酸バリ
ウム系半導体材料が開発され、各種の電流制御素子とし
て用いられてきた。この正特性半導体磁器は最初低温度
すなわち低抵抗状態にある時に大きな電流を流し得るも
のであり、一定時間経過後に正特性半導体磁器自体のジ
ーール熱による自己発熱により加熱されて高温となり正
特性半導体磁器を高抵抗として電流値を小さく制御する
とともに、高温状態を保つのである。

近年、テレビの消磁回路に用いられるチタン酸バリウム
系正特性半導体磁器よりなる限流素子に対して、高温・
高抵抗時の平衡電流を小さくし、画質を向上させようと
する傾向にある。

ところが、従来のチタン酸バリウム系半導体磁器限流素
子は高温平衡時の抵抗が小さく、従って平衡電流が太き
いという問題があった。

発明の目的３ベー／゛本発明は上記欠点に鑑み限流素子として用いられるチタ
ン酸バリウム系半導体磁器の高温平衡時の抵抗を大きく
し、限流回路に流れる平衡電流の小さな高性能チタン酸
バリウム系正特性半導体磁器よりなる限流素子を提供し
ようとするものであるＯ発明の構成上記目的を達成するための本発明にかかる正特性チタン
酸バリウム系半導体磁器よりなる限流素子は低キーリ一
温度部と高キーリ一温度部の一体構造を形成し、これら
のキージ一温度差１ｄ２０’Ｑ以上であり、高キーリ一
温度は低キーリ一温度部が最大抵抗ケ示す温度よりも低
く、低キーリ一温度部・高キーリ一温度部の抵抗がそれ
ぞれ独立して取出せることから構成されており、高温平
衡時の抵抗を大きくし、限流回路に流れる平衡電流を、
　小さくしうるという特有の効果を有する。

１　実施例の説明以下、本発明の限流素子について従来例と比較しながら
説明する。

従来の限流素子は第１図に示す回路で用いられた場合平
衡電流工、を示す。

ここで図中ＩＦｉ従来の限流素子、３は負荷、４は電源
を示す。このことは、第３図で示す抵抗温度特性によれ
ば素子１は図中１で示され、平衡温度Ｔｌにて抵抗Ｒ１
を示す。この抵抗Ｒ１により平衡電流１１が決定される
。一方、第４図で示される本発明にかかる限流素子は低
キーリ一温度部１と高キｘ　ＩＪ一温度部２が同心円構
造をしており、その一方の面には、オーミック性の銀電
極を全面に形成しているが、他面は第５図中５で示され
るようなリング状同心円構造で、低キーリ一温度部及び
高キーリ一温度部の抵抗がそれぞれ独立して取り出せる
構造となっている。本発明にかかる素子を用いた回路を
第２図で示す。図中１は低キーリ一温度部、２は高キー
リ一温度部、３は負荷、４は電源、工、は平衡時に低キ
ーリ一温度部１に流れる電流、工２は平衡時に高キーリ
一温度部２に流れる電流を示す。このことは、第３図で
示す抵抗温度特性によれば図中１は低キーリ一温度部１
（従来の６ベー７′ 限流素子と同一）の抵抗温度特性を示しそのキーリ一温
度はＴ。１である。図中２は高キーリ一温度部２の抵抗
温度特性で、キーリ一温度が”０２であり、その平衡温
度がＴ２であり、抵抗Ｒ２を示す。ところで、本発明に
よる限流素子では低キーリ一温度部１と高キーリ一温度
部２が一体構造で熱結合しているので素子の平衡温度が
高キ＝リ一温度部２の平衡温度で決定される。従って、
低キーリ一温度部１の平衡温度は従来の限流素子の平衡
温度Ｔ、よシも高い平衡温度Ｔ２になるので、平衡抵抗
もＲ１からＲ３に高くなり低キーリ一温度部１を通して
限流回路に流れる平衡電流工３は従来の限流素子の平衡
電流工、に比較して小さくすることができるのである。

以下本発明の具体的な実施例について、図面を参照しな
がら説明する。

第１表の配合組成（モル比）の原料１〜６を下記のよう
にして作成した。

６ベー／第　１　表トすなわち、第１表の組成と々るように配合し、２０時間
ボールミルにて混合し、１０５０〜１１６゜°Ｃにて仮
焼したのち、２０時間ボールミルにて粉砕したものに、
それぞれセラミック原料１０ｋｇに対してメチルセルロ
ース３４０．ｐ、グリセリン４６０ｇ、純水２．１１を
添加・混練し押出し成形用原料坏土１〜６を作製した。

これらの原料坏土１〜６を第６図に示す押出成形装置６
により２種類もしくは１種類の原料坏土を同心円状に押
出成形した。図中１は原料坏土１による低キーリー温７
・・−７′ 庇部で直径１７闘、２は原料坏土２〜６による高キ・−
り１温庇部で直径２４ＷＭである。

次にこの成形体を厚さ３朋に切断し、１３０’Ｃにて１
０時間乾燥したのち、１３００°Ｃにて１時間焼成し第
４図に示すような焼結体を得た。

さらに得られた焼結体には、オーミック性銀ペーストを
用い、両面全面電極もしくは、一方の面を全面電極とし
他方の面を第６図に示す部分電極を付与した。以上のよ
うにして得られた試料の特性を第２表に示す。ここで試
料３，４．５は本発明による限流素子であり、試料１は
従来例で原料１のみを用いて、直径１７朋に押出成形し
て作製した。試料２，６．７は比較例であり、特に試料
７は試料４の焼結体の両面に全面電極を付与したもので
ある。

ところで表中原料は表１中の各組成を有する原料（原料
坏土）にて低キーリー温庇部、高キーＩＪ−）　あ、−
−、ワ１、い、−ヶ□よ。ヤーリ一温度は常温抵抗（２
６°Ｃにおける抵抗）の２倍の抵抗を示す温度である。

耐電圧は８Ωの負荷抵抗を用い試料１では第１図の等価
回路において、試料２〜６では第２図の等価回路におい
て、試料７においては両面全面電極を付与しているので
、第７図（図中１は低キーリー温庇部、２は高キーリー
温庇部、３１１−を負荷、４１ｄ電源）の等価回路にお
いて、それぞれ電源４に一定電圧を印加した際、３分間
耐えることのできる電圧で、５０Ｖづつ昇圧して試験し
た。すなわち４６ｏｖとあるのは４６０ｖで１１−１．
３分間保持されたが、５００ＶｆＵ３分以内に破壊した
ことを意味する。また、平衡電流は上記耐電圧測定回路
の電源４に１００Ｖ。

負荷抵抗８Ωを設定し、電圧印加後５分間経過した時の
負荷抵抗を流れる電流のことである。（限流回路に流れ
る平衡電流のこと）第２表から明らかなように、キーリ
一温度の異なる材料を一体化した本発明による限流素子
である試料３，４．５は従来の限流素子である試料１に
比べて平衡電流が著しく改善されていることがわかる。

ところで、本発明において、低キユリ一温度材料と高キ
ーリ一温度材料のキーリ一温度差を２゜９ヘーノ °Ｃ以上としたのは、試料２の結果からもわかるように
キーリ一温度差が２０°Ｃ以下では、低キーリー温庇部
の平衡温度Ｔ１（第３図中記号）の上昇が小さく、従っ
て平衡電流低減の効果充分ではないからである０また、
高キーリ一温度材料のキーリ一温度が、低キーリ一温度
材料の最大抵抗を示す温度よりも高いと試料６の結果か
らもわかるように、低キユリ一温度部の平衡温度Ｔｌが
大きく上昇し、最大抵抗を示す温度を越え低キーリ一温
度材料の負の抵抗温度係を有する領域に入るため耐電圧
が大きく低下するため実用上問題がある。従って、高キ
ュリ一温度材料のキュリ一温度は低キユリ一温度材料の
最大抵抗を示す温度以下で々ければならない。

さらに、低キーリー温庇部及び高キュリ一温度部の抵抗
が独立取り出すことができる電極構造であることとした
のは試料４・試料７の結果及び第°２図第７図から明ら
かなように、２つの試料は同じ材料構成でできている素
子であるが試料７では、平衡時には負荷３に流れる平衡
電流Ｘ６は低キーリ１０ベーノ１温庇部１を流れる平衡電流Ｉ４と高キーリー温庇部の
平衡電流工、との和で示される。

工６＝１４＋工５ここで、工４は平衡温度上昇により低下するが、工５ハ
、外部及び低キーリー温庇部への放熱による熱エネルギ
ーを補給する必要があり大きくなるが一方、試料４の場
合の負荷を流れる電流Ｉ３はＩ４と同程度、工、と同様
の理由によりＩ２はＩ５に近いと思われる。

従ってＩ６〉Ｉ３となるので、第２図の等価回路にて使用できるよう低キ
ーリー温庇部及び高キーリー温庇部の抵抗が独立取出せ
ることが必要である。

なお、実施例において第４図に示す焼結体の構造で１を
低キーリー温庇部とし、２を高キーリー温庇部としたが
、その逆でも同様の効果が得られる。また、第４図のよ
うな同心円構造ばかりでなく第８図に示すような半円構
造でもよい。１は低キーリー温庇部、２は高キーリー温
庇部である。

１１　ベー／発明の効果以上のように、本発明による限流素子はキーリ一温度の
異なる２つのチタン酸バリウム系半導体材料を一体化し
た構造を有し、このキーリ一温度差が２０°Ｃ以上で高
キーリ一温度材制のキーＩＪ一温度が低キーリ一温度の
最大抵抗を示す温度より低く、高キーリー温庇部・低キ
ーリー温庇部の抵抗が独立して取出せることから構成さ
れており限流回路に流れる平衡電流を小さくすることが
できるという特有の効果を有し、その実用的効果は大な
るものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の限流素子を用いた回路を示す図、第２図
は本発明の限流素子を用いた回路（等価回路図）を示す
図、第３図は本発明の限流素子の動作原理を示す図、第
４図は本発明の限流素子の焼結体の構造を示す図、第５
図は本発明の限流素子の電極構造を示す図、第６図は押
出成形を示す断面図、第７図は実施例における本発明以
外の電極構造を有した限流素子を用いた回路図（等節回
路１３八−７図）、第８図は本発明による限流素子の一実施例を示す
構造図である。１・・・・低キーリー温庇部、２・・・・高キーリー温
庇部。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　はが１名第１
図第２図第３図ＩＬ−Ｉ　ＪＪｔＬ１２　届々ＣτＪ第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）キュリ一温度の異なる２つのチタン酸バリウム系
半導体材料を一体構造化したことを特徴とする限流素子
。
（２）チタン酸バリウム系半導体材料のキュリ一温度差
が２０°Ｃ以上であり、高キーリ一温度材料のキュリ一
温度が低キーリ一温度材料の最大抵抗を示す温度以下で
あることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の限流
素子。
（３）高キーリ一温度部及び低キーリ一温度部の低紙及
び低キーリ一温度部の抵抗がそれぞれ独立して取出せる
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の限流素子
。