JPS6221242B2 - - Google Patents
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- JPS6221242B2 JPS6221242B2 JP55100527A JP10052780A JPS6221242B2 JP S6221242 B2 JPS6221242 B2 JP S6221242B2 JP 55100527 A JP55100527 A JP 55100527A JP 10052780 A JP10052780 A JP 10052780A JP S6221242 B2 JPS6221242 B2 JP S6221242B2
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は酸化物半導体からなる電圧非直線抵抗
体に関する。 半導体を応用した回路素子の一つに電圧非直線
抵抗体があり、その代表的なものとしてZnOに
種々の酸化物を添加した焼結体を用いたバリスタ
が知られている。この種のバリスタは非直線的な
電圧―電流特性を有しており、電圧の増大に伴な
い抵抗が急激に減少して電流が著しく増加するた
め、異常な電圧の吸収や電圧安定化用に実用化さ
れている。 ところで電圧非直線抵抗体の特性は一般に次の
近似式で示される電圧―電流特性をもつて評価さ
れている。 ＝（Ｖ／Ｃ）〓 （但しはバリスタに流れる電流、Ｖは印加電
圧、Ｃは定数、αは非直線係数である）従つてバ
リスタの一般特性はＣとαの２つの定数で表示す
ることができ、通常はＣの代りに1mAにおける
電圧V1で示され、また電圧非直線特性を示す指
数であるα値の大きいことが重視されている。上
記ZnOバリスタ（電圧非直線抵抗体）は前記電圧
―電流特性を任意に調節しうるなど多くの特長を
備えている一方これらZnO系バリスタを電力用避
雷器として使用する場合には次のような欠点があ
つた。すなわち従来のZnO系電圧非直線抵抗体
は、常時課電時における小電流領域の特性変化が
大きく、かつ衝撃電流を印加した場合の変化率が
大きい。又大電流領域における非直線特性も充分
でない欠点がある。又従来ZnO系非直線抵抗体の
欠点を除去するため、一般にはZnOに種々の酸化
物を添加配合した基本組成に対してさらにいくつ
かの酸化物を添加したり、種々のガラス成分を添
加する方法がとられている。しかしながら酸化物
を添加して特性改善がなされた場合は、大電流領
域の非直線特性は改善されても、常時課電又は衝
撃電流等による小電流領域の特性変化が大きく、
信頼性に欠ける。又、種々のガラス成分により特
性改善がなされた場合には、常時課電による小電
流域の特性変化が小さいが衝撃電流特性及び大電
流域の非直線性については効果がなく、電力用避
雷器として使用するには充分でなかつた。 本発明は之等の欠点を改良し、信頼性が高く、
大電流域における非直線性の優れた避雷器に適合
し得る酸化物電圧非直線抵抗体を提供することを
目的とする。 本発明は、ZnOを主成分とし、副成分として
Bi、Co、Sb、Mn、Cr、SiをそれぞれBi2O3、
Co2o3、Sb2O3、MnO、Cr2O3、SiO2に換算して
それぞれ0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、0.1〜
３モル％、0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、
0.05〜５モル％、NiおよびAlの少なくとも一種を
NiOおよびAl2O3に換算してそれぞれ0.05〜２モ
ル％、0.001〜１モル％配合した原料に対してSn
およびTiの少なくとも一種をSnO2およびTiO2に
換算してそれぞれ0.05〜５モル％、0.05〜５モル
％添加含有せしめた焼結体からなることを特徴と
する酸化物電圧非直線抵抗体に係るものである。 以下本発明を実施例１について説明すれば、
ZnOにBi2O3およびSb2O3をそれぞれ1.0モル％、
Co2O3、NiO、SiO2、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.5
モル％、Al2O3を0.01モル％を基本組成とし、さ
らにSnO2およびTiO2の少なくとも一種を0.05〜
５モル％の割合で添加配合し、ボールミルで十分
に混合し調整粉末とする。かくして得られた調整
粉末にポリビニルアルコルを粘結剤として配合
し、圧力１トン／cm2で直径55mmの円板形に成形し
てこれらの成形体を空気雰囲気中1200℃で焼成し
て焼結体を得、両面を平行に研磨して厚さ20mmと
した後その研磨面にAlを熔射して電極を取付け
電圧非直線抵抗体を得た。 この電圧非直線抵抗体の大電流域における非直
線性は抵抗体素子に10KAの電流を流したときの
電圧（Ｖ10KA）と素子に1mAの電流を流したとき
の電圧（Ｖ1nA）の比（Ｖ10KA／Ｖ1nA）で表わ
し、基本組成に対するSnO2およびTiO2の添加量
との関係を第１図に示した。曲線ａは基本組成に
対してSnO2を添加した場合のものであり、曲線
ｂは同様にTiO2を添加した場合、曲線ＣはSnO2
とTiO2をモル比で１：１の割合で複合添加した
場合のものである。 第１図から明らかなように、基本組成に対して
SnO2およびTiO2の少なくとも一種を添加した場
合には大電流域の非直線性が著しく改善されてい
ることがわかる。 第２図に衝撃電流による小電流域の特性の変化
を示した。電圧変化率は素子に10μＡの電流を流
したときの電圧Ｖ10〓Aの衝撃電流印加前後の変
化率で表わした。なお衝撃電流は８×20μ
S10KAを30秒間隔で10回印加した。第２図から
明らかなように衝撃電流印加による小電流領域の
特性の安定性が著しく改善されていることがわか
る。 第３図は常時課電時における変化率を示すもの
で、本発明では小電流域の特性の安定性も同時に
著しく改善されていることが判る。上記大電流域
における非直線性、衝撃電流特性、常時課電特性
の著しい改善効果は非直線抵抗体を避雷器などに
適用するに際して必要不可欠であり、本実施例の
電圧非直線抵抗体はこれらの要求を充分満足する
ものである。 次に実施例２について説明すればZnOに
Bi2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.05〜２
モル％、Sb2O3を0.1〜３モル％、SiO2を0.05〜５
モル％、NiOおよびAl2O3の少くとも１種をそれ
ぞれ0.05〜２モル％、0.001〜１モル％添加配合
した基本組成系に対してSnO2およびTiO2の少く
とも１種をそれぞれ0.5モル％添加配合し、実施
例１の場合と同一条件で従来例をも含めて実験を
行い表に示すような電圧非直線抵抗体の特性デー
タを得た。この表から明らかなように実施例２に
おいても大電流域の非直線性や衝撃電流印加時お
よび常時課電時における小電流域の特性は、既に
説明したように第１図、第２図、第３図に示す実
施例１の結果と同様の効果を発揮していることが
判る。 本発明によれば基本組成をZnOを主成分とし
Bi2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.05〜２
モル％、Sb2O3を0.1〜３モル％、SiO2を0.05〜５
モル％とNiOおよびAl2O3の少くとも１種をそれ
ぞれ0.05〜２モル％、0.001〜１モル％と変化し
た場合でもSnO2およびTiO2の少なくとも１種を
添加配合することにより本発明の効果は常に期待
できるものである。 以上説明したように本発明によれば避雷器等に
適する大電流域の非直線性が優れ、さらに衝撃電
流印加および常時課電時における信頼性が優れた
酸化物非直線抵抗体を提供するものである。 【表】
体に関する。 半導体を応用した回路素子の一つに電圧非直線
抵抗体があり、その代表的なものとしてZnOに
種々の酸化物を添加した焼結体を用いたバリスタ
が知られている。この種のバリスタは非直線的な
電圧―電流特性を有しており、電圧の増大に伴な
い抵抗が急激に減少して電流が著しく増加するた
め、異常な電圧の吸収や電圧安定化用に実用化さ
れている。 ところで電圧非直線抵抗体の特性は一般に次の
近似式で示される電圧―電流特性をもつて評価さ
れている。 ＝（Ｖ／Ｃ）〓 （但しはバリスタに流れる電流、Ｖは印加電
圧、Ｃは定数、αは非直線係数である）従つてバ
リスタの一般特性はＣとαの２つの定数で表示す
ることができ、通常はＣの代りに1mAにおける
電圧V1で示され、また電圧非直線特性を示す指
数であるα値の大きいことが重視されている。上
記ZnOバリスタ（電圧非直線抵抗体）は前記電圧
―電流特性を任意に調節しうるなど多くの特長を
備えている一方これらZnO系バリスタを電力用避
雷器として使用する場合には次のような欠点があ
つた。すなわち従来のZnO系電圧非直線抵抗体
は、常時課電時における小電流領域の特性変化が
大きく、かつ衝撃電流を印加した場合の変化率が
大きい。又大電流領域における非直線特性も充分
でない欠点がある。又従来ZnO系非直線抵抗体の
欠点を除去するため、一般にはZnOに種々の酸化
物を添加配合した基本組成に対してさらにいくつ
かの酸化物を添加したり、種々のガラス成分を添
加する方法がとられている。しかしながら酸化物
を添加して特性改善がなされた場合は、大電流領
域の非直線特性は改善されても、常時課電又は衝
撃電流等による小電流領域の特性変化が大きく、
信頼性に欠ける。又、種々のガラス成分により特
性改善がなされた場合には、常時課電による小電
流域の特性変化が小さいが衝撃電流特性及び大電
流域の非直線性については効果がなく、電力用避
雷器として使用するには充分でなかつた。 本発明は之等の欠点を改良し、信頼性が高く、
大電流域における非直線性の優れた避雷器に適合
し得る酸化物電圧非直線抵抗体を提供することを
目的とする。 本発明は、ZnOを主成分とし、副成分として
Bi、Co、Sb、Mn、Cr、SiをそれぞれBi2O3、
Co2o3、Sb2O3、MnO、Cr2O3、SiO2に換算して
それぞれ0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、0.1〜
３モル％、0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、
0.05〜５モル％、NiおよびAlの少なくとも一種を
NiOおよびAl2O3に換算してそれぞれ0.05〜２モ
ル％、0.001〜１モル％配合した原料に対してSn
およびTiの少なくとも一種をSnO2およびTiO2に
換算してそれぞれ0.05〜５モル％、0.05〜５モル
％添加含有せしめた焼結体からなることを特徴と
する酸化物電圧非直線抵抗体に係るものである。 以下本発明を実施例１について説明すれば、
ZnOにBi2O3およびSb2O3をそれぞれ1.0モル％、
Co2O3、NiO、SiO2、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.5
モル％、Al2O3を0.01モル％を基本組成とし、さ
らにSnO2およびTiO2の少なくとも一種を0.05〜
５モル％の割合で添加配合し、ボールミルで十分
に混合し調整粉末とする。かくして得られた調整
粉末にポリビニルアルコルを粘結剤として配合
し、圧力１トン／cm2で直径55mmの円板形に成形し
てこれらの成形体を空気雰囲気中1200℃で焼成し
て焼結体を得、両面を平行に研磨して厚さ20mmと
した後その研磨面にAlを熔射して電極を取付け
電圧非直線抵抗体を得た。 この電圧非直線抵抗体の大電流域における非直
線性は抵抗体素子に10KAの電流を流したときの
電圧（Ｖ10KA）と素子に1mAの電流を流したとき
の電圧（Ｖ1nA）の比（Ｖ10KA／Ｖ1nA）で表わ
し、基本組成に対するSnO2およびTiO2の添加量
との関係を第１図に示した。曲線ａは基本組成に
対してSnO2を添加した場合のものであり、曲線
ｂは同様にTiO2を添加した場合、曲線ＣはSnO2
とTiO2をモル比で１：１の割合で複合添加した
場合のものである。 第１図から明らかなように、基本組成に対して
SnO2およびTiO2の少なくとも一種を添加した場
合には大電流域の非直線性が著しく改善されてい
ることがわかる。 第２図に衝撃電流による小電流域の特性の変化
を示した。電圧変化率は素子に10μＡの電流を流
したときの電圧Ｖ10〓Aの衝撃電流印加前後の変
化率で表わした。なお衝撃電流は８×20μ
S10KAを30秒間隔で10回印加した。第２図から
明らかなように衝撃電流印加による小電流領域の
特性の安定性が著しく改善されていることがわか
る。 第３図は常時課電時における変化率を示すもの
で、本発明では小電流域の特性の安定性も同時に
著しく改善されていることが判る。上記大電流域
における非直線性、衝撃電流特性、常時課電特性
の著しい改善効果は非直線抵抗体を避雷器などに
適用するに際して必要不可欠であり、本実施例の
電圧非直線抵抗体はこれらの要求を充分満足する
ものである。 次に実施例２について説明すればZnOに
Bi2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.05〜２
モル％、Sb2O3を0.1〜３モル％、SiO2を0.05〜５
モル％、NiOおよびAl2O3の少くとも１種をそれ
ぞれ0.05〜２モル％、0.001〜１モル％添加配合
した基本組成系に対してSnO2およびTiO2の少く
とも１種をそれぞれ0.5モル％添加配合し、実施
例１の場合と同一条件で従来例をも含めて実験を
行い表に示すような電圧非直線抵抗体の特性デー
タを得た。この表から明らかなように実施例２に
おいても大電流域の非直線性や衝撃電流印加時お
よび常時課電時における小電流域の特性は、既に
説明したように第１図、第２図、第３図に示す実
施例１の結果と同様の効果を発揮していることが
判る。 本発明によれば基本組成をZnOを主成分とし
Bi2O3、Co2O3、MnO、Cr2O3をそれぞれ0.05〜２
モル％、Sb2O3を0.1〜３モル％、SiO2を0.05〜５
モル％とNiOおよびAl2O3の少くとも１種をそれ
ぞれ0.05〜２モル％、0.001〜１モル％と変化し
た場合でもSnO2およびTiO2の少なくとも１種を
添加配合することにより本発明の効果は常に期待
できるものである。 以上説明したように本発明によれば避雷器等に
適する大電流域の非直線性が優れ、さらに衝撃電
流印加および常時課電時における信頼性が優れた
酸化物非直線抵抗体を提供するものである。 【表】
第１図は本発明のSnO2およびTiO2の添加量と
大電流域の非直線性を示す曲線図、第２図は同じ
く同一添加量と衝撃電流特性の変化率を示す曲線
図、第３図は同じく常時加電特性の変化率を示す
曲線図である。
大電流域の非直線性を示す曲線図、第２図は同じ
く同一添加量と衝撃電流特性の変化率を示す曲線
図、第３図は同じく常時加電特性の変化率を示す
曲線図である。
Claims (1)
- １ ZnOを主成分とし、副成分としてBi、Co、
Sb、Mn、Cr、SiをそれぞれBi2O3、Co2O3、
Sb2O3、MnO、Cr2O3、SiO2に換算してそれぞれ
0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、0.1〜３モル
％、0.05〜２モル％、0.05〜２モル％、0.05〜５
モル％、NiおよびAlの少なくとも一種をNiOおよ
びAl2O3に換算してそれぞれ0.05〜２モル％、
0.001〜１モル％配合した原料に対してSnおよび
Tiの少なくとも一種をSnO2およびTiO2に換算し
てそれぞれ0.05〜５モル％、0.05〜５モル％添加
含有せしめた焼結体からなることを特徴とする酸
化物電圧非直線抵抗体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052780A JPS5726404A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10052780A JPS5726404A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5726404A JPS5726404A (en) | 1982-02-12 |
| JPS6221242B2 true JPS6221242B2 (ja) | 1987-05-12 |
Family
ID=14276428
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10052780A Granted JPS5726404A (en) | 1980-07-24 | 1980-07-24 | Oxide voltage nonlinear resistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5726404A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118035U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-09 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60236433A (ja) * | 1984-05-09 | 1985-11-25 | Toshiba Corp | Ｖ形ワイヤの成形方法および装置 |
| JPH03111432U (ja) * | 1990-02-28 | 1991-11-14 | ||
| JPH0744090B2 (ja) * | 1991-03-28 | 1995-05-15 | 太陽誘電株式会社 | 電圧非直線抵抗体 |
| JP2007329148A (ja) * | 2006-06-06 | 2007-12-20 | Toshiba Corp | 電流−電圧非直線抵抗体 |
-
1980
- 1980-07-24 JP JP10052780A patent/JPS5726404A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01118035U (ja) * | 1988-01-29 | 1989-08-09 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5726404A (en) | 1982-02-12 |
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