JP3286906B2 - 負の抵抗温度特性を有する半導体セラミック素子 - Google Patents
負の抵抗温度特性を有する半導体セラミック素子Info
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- H01C7/04—Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material having negative temperature coefficient
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- H01C7/043—Oxides or oxidic compounds
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- Electromagnetism (AREA)
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、負の抵抗温度特性
を有する半導体セラミック素子に関する。
を有する半導体セラミック素子に関する。
【０００２】
【従来例】従来より、常温での抵抗値が高く、温度の上
昇とともに抵抗値が減少する負の抵抗温度特性（以下、
ＮＴＣ特性とする）を有する半導体セラミック素子（以
下、ＮＴＣ素子とする）がある。このＮＴＣ素子は、そ
の特性を生かして突入電流抑制、モータ起動遅延、ハロ
ゲンランプ保護など様々な用途に用いられている。
昇とともに抵抗値が減少する負の抵抗温度特性（以下、
ＮＴＣ特性とする）を有する半導体セラミック素子（以
下、ＮＴＣ素子とする）がある。このＮＴＣ素子は、そ
の特性を生かして突入電流抑制、モータ起動遅延、ハロ
ゲンランプ保護など様々な用途に用いられている。
【０００３】例えば、突入電流抑制用のＮＴＣ素子とし
ては、スイッチング電源で、スイッチを入れた瞬間に過
電流が流れ、その過電流がＩＣ、ダイオードなどの半導
体素子やハロゲンランプを破壊もしくは低寿命化させる
のを防ぐため、初期の突入電流を吸収して回路への過電
流を抑制し、その後、自己発熱により高温化して低抵抗
となり、定常状態では電力消費量を低減する。
ては、スイッチング電源で、スイッチを入れた瞬間に過
電流が流れ、その過電流がＩＣ、ダイオードなどの半導
体素子やハロゲンランプを破壊もしくは低寿命化させる
のを防ぐため、初期の突入電流を吸収して回路への過電
流を抑制し、その後、自己発熱により高温化して低抵抗
となり、定常状態では電力消費量を低減する。
【０００４】さらに、モータ起動用のＮＴＣ素子として
は、モータが起動してから潤滑油の供給が開始されるよ
うに構成された歯車装置のモータに、電流を通電して歯
車を直ちに高速回転させると、潤滑油の供給が不十分な
ため歯車が損傷したり、あるいは、砥石を回転させてセ
ラミックの表面を研磨するラップ盤において、駆動モー
タを起動した瞬間にラップ盤を高速回転させると、セラ
ミックが割れたりする。これらを防ぐため、モータ起動
時にはＮＴＣ素子によりモータ端子電圧を低くして起動
を遅らせ、その後にＮＴＣ素子が自己発熱により高温化
して低抵抗となり、定常状態ではモータは正常に回転す
ることになる。
は、モータが起動してから潤滑油の供給が開始されるよ
うに構成された歯車装置のモータに、電流を通電して歯
車を直ちに高速回転させると、潤滑油の供給が不十分な
ため歯車が損傷したり、あるいは、砥石を回転させてセ
ラミックの表面を研磨するラップ盤において、駆動モー
タを起動した瞬間にラップ盤を高速回転させると、セラ
ミックが割れたりする。これらを防ぐため、モータ起動
時にはＮＴＣ素子によりモータ端子電圧を低くして起動
を遅らせ、その後にＮＴＣ素子が自己発熱により高温化
して低抵抗となり、定常状態ではモータは正常に回転す
ることになる。
【０００５】これらのＮＴＣ素子を構成するＮＴＣ特性
を有する半導体セラミックには、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ等の遷移金属元素からなるスピネル型複合酸化物が用
いられている。
を有する半導体セラミックには、Ｍｎ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ等の遷移金属元素からなるスピネル型複合酸化物が用
いられている。
【０００６】また、Ｖ．Ｇ．Ｂｈｉｄｅ、Ｄ．Ｓ．Ｒａ
ｊｏｒｉａの文献（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ６，［３］，
１０７２、１９７２年）等には、ランタンコバルト系酸
化物が、Ｂ定数が温度依存性を持ち、高温になるほどＢ
定数が大きくなるようなＮＴＣ特性を有することが示さ
れている。
ｊｏｒｉａの文献（Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．Ｂ６，［３］，
１０７２、１９７２年）等には、ランタンコバルト系酸
化物が、Ｂ定数が温度依存性を持ち、高温になるほどＢ
定数が大きくなるようなＮＴＣ特性を有することが示さ
れている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＮＴＣ素子を突入電流
抑制用に用いた場合、自己発熱による昇温状態において
抵抗値が小さくならなければならない。しかしながら、
従来のスピネル型複合酸化物を用いた半導体セラミック
の場合、一般に抵抗率を小さくするほどＢ定数が小さく
なる傾向にあるため、昇温状態においては抵抗値を十分
に小さくすることができず、定常状態において電力消費
量が低減できないという問題があった。
抑制用に用いた場合、自己発熱による昇温状態において
抵抗値が小さくならなければならない。しかしながら、
従来のスピネル型複合酸化物を用いた半導体セラミック
の場合、一般に抵抗率を小さくするほどＢ定数が小さく
なる傾向にあるため、昇温状態においては抵抗値を十分
に小さくすることができず、定常状態において電力消費
量が低減できないという問題があった。
【０００８】また、従来の半導体セラミックは、０℃以
下の低温環境下において、抵抗値の上昇が大きく、電圧
ドロップにより、機器の立ち上がりが遅れるという問題
があった。
下の低温環境下において、抵抗値の上昇が大きく、電圧
ドロップにより、機器の立ち上がりが遅れるという問題
があった。
【０００９】また、従来のランタンコバルト系酸化物を
用いた半導体セラミック素子は、昇温状態でのＢ定数が
６０００Ｋと大きいものの、低温状態でのＢ定数も４０
００Ｋ以上の値を示すため、突入電流抑制用のＮＴＣ素
子に用いた場合、低温状態において機器の電圧ドロップ
が顕著になるという問題があった。
用いた半導体セラミック素子は、昇温状態でのＢ定数が
６０００Ｋと大きいものの、低温状態でのＢ定数も４０
００Ｋ以上の値を示すため、突入電流抑制用のＮＴＣ素
子に用いた場合、低温状態において機器の電圧ドロップ
が顕著になるという問題があった。
【００１０】本発明の目的は、昇温状態におけるＢ定数
を４０００Ｋ程度に維持して、電力消費量を低減させる
とともに、低温状態におけるＢ定数をより小さくして、
必要以上に高抵抗化することによって機器の電圧ドロッ
プを生じさせない半導体セラミック素子を提供すること
にある。
を４０００Ｋ程度に維持して、電力消費量を低減させる
とともに、低温状態におけるＢ定数をより小さくして、
必要以上に高抵抗化することによって機器の電圧ドロッ
プを生じさせない半導体セラミック素子を提供すること
にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１の発明の負の抵抗温
度特性を有する半導体セラミック素子は、ランタンコバ
ルト系酸化物からなる主成分に、副成分として、Ｌｉ，
Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種の元素からなる酸
化物が、元素に換算して合計０．００１〜１ｍｏｌ％添
加された半導体セラミックと、前記半導体セラミック上
に形成された電極とからなることを特徴とする。
度特性を有する半導体セラミック素子は、ランタンコバ
ルト系酸化物からなる主成分に、副成分として、Ｌｉ，
Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｎ
ｉ，Ｃｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種の元素からなる酸
化物が、元素に換算して合計０．００１〜１ｍｏｌ％添
加された半導体セラミックと、前記半導体セラミック上
に形成された電極とからなることを特徴とする。
【００１２】このような組成にすることによって、昇温
状態において、Ｂ定数が４０００Ｋ程度に維持でき、半
導体セラミックの抵抗値が低減するので、電力消費量を
低減することができる。また、このような副成分の添加
量にすることにより、低温でのＢ定数が４０００Ｋ以下
となり、半導体セラミックの急激な高抵抗化が緩和され
るため、半導体セラミックの抵抗値が適度に上昇し、機
器に過電流が流れることを防止するのに十分な抵抗値を
有するとともに、機器の起動が必要以上に遅延すること
を防止できる。
状態において、Ｂ定数が４０００Ｋ程度に維持でき、半
導体セラミックの抵抗値が低減するので、電力消費量を
低減することができる。また、このような副成分の添加
量にすることにより、低温でのＢ定数が４０００Ｋ以下
となり、半導体セラミックの急激な高抵抗化が緩和され
るため、半導体セラミックの抵抗値が適度に上昇し、機
器に過電流が流れることを防止するのに十分な抵抗値を
有するとともに、機器の起動が必要以上に遅延すること
を防止できる。
【００１３】また、第２の発明の負の抵抗温度特性を有
する半導体セラミック素子においては、前記ランタンコ
バルト系酸化物は、ＬａxＣｏＯ3（０．５００≦ｘ≦
０．９９９）であることが好ましい。
する半導体セラミック素子においては、前記ランタンコ
バルト系酸化物は、ＬａxＣｏＯ3（０．５００≦ｘ≦
０．９９９）であることが好ましい。
【００１４】このような組成にすることによって、良好
なＮＴＣ特性を有する半導体セラミックが得られる。
なＮＴＣ特性を有する半導体セラミックが得られる。
【００１５】また、第３の発明の負の抵抗温度特性を有
する半導体セラミック素子においては、前記ＬａxＣｏ
Ｏ3の一部がＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍのうち少なくとも１種類
で置換されていることが好ましい。
する半導体セラミック素子においては、前記ＬａxＣｏ
Ｏ3の一部がＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍのうち少なくとも１種類
で置換されていることが好ましい。
【００１６】このような組成にすることによって、良好
なＮＴＣ特性を有する半導体セラミックが得られる。
なＮＴＣ特性を有する半導体セラミックが得られる。
【００１７】また、第４の発明の負の抵抗温度特性を有
する半導体セラミック素子は、突入電流抑制用、モータ
ー起動遅延用、ハロゲンランプ保護用、もしくは、温度
補償型水晶発振器用として用いられることを特徴とす
る。
する半導体セラミック素子は、突入電流抑制用、モータ
ー起動遅延用、ハロゲンランプ保護用、もしくは、温度
補償型水晶発振器用として用いられることを特徴とす
る。
【００１８】このような用途に用いられることにより、
本発明の半導体セラミック素子の有する特性がより効果
的に利用することができる。
本発明の半導体セラミック素子の有する特性がより効果
的に利用することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明の負の抵抗温度特性を有す
る半導体セラミック素子の製造工程を以下に示す。ま
ず、出発原料としてＬａ2Ｏ3とＣｏ3Ｏ4を用意し、コバ
ルトに対するランタンのモル比が所望のものとなるよう
に秤量し、秤量粉末を得た。なお、必要であれば、Ｌａ
の一部をＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ等の他の希土類元素で置換し
てもよい。さらに、得られた秤量粉末に、副成分とし
て、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，
Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの中から選ばれる少なくとも１
種類の添加元素を酸化物などの化合物の形で所定量秤量
して添加し、添加物を得た。
る半導体セラミック素子の製造工程を以下に示す。ま
ず、出発原料としてＬａ2Ｏ3とＣｏ3Ｏ4を用意し、コバ
ルトに対するランタンのモル比が所望のものとなるよう
に秤量し、秤量粉末を得た。なお、必要であれば、Ｌａ
の一部をＰｒ，Ｎｄ，Ｓｍ等の他の希土類元素で置換し
てもよい。さらに、得られた秤量粉末に、副成分とし
て、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，
Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎの中から選ばれる少なくとも１
種類の添加元素を酸化物などの化合物の形で所定量秤量
して添加し、添加物を得た。
【００２０】次に、得られた添加物に純水を加えてナイ
ロンボールとともに２４時間湿式混合して乾燥させ、得
られた混合物を９００〜１２００℃で２時間仮焼し、仮
焼物を得た。
ロンボールとともに２４時間湿式混合して乾燥させ、得
られた混合物を９００〜１２００℃で２時間仮焼し、仮
焼物を得た。
【００２１】次に、得られた仮焼物にバインダーを加え
てナイロンボールとともに混合し、濾過、乾燥後、円板
状に加圧成形し、成形体を得た。
てナイロンボールとともに混合し、濾過、乾燥後、円板
状に加圧成形し、成形体を得た。
【００２２】次に、得られた成形体を１２００〜１６０
０℃で２時間大気中で焼成し、半導体セラミックを得
た。
０℃で２時間大気中で焼成し、半導体セラミックを得
た。
【００２３】さらに、得られた半導体セラミックの両主
面に、銀パラジウムペーストを塗布し、８００〜１２０
０℃で５時間大気中で焼き付けて外部電極を形成し、半
導体セラミック素子とした。 （実施例１） 半導体セラミック素子のうち、主成分であるランタンコ
バルト系酸化物をＬａ0.94ＣｏＯ3とし、副成分の種類
および添加量を変化させて、上記のようにして半導体セ
ラミック素子を作製し、それぞれ抵抗率とＢ定数とを測
定した。その結果を表１に示す。また、副成分が複数の
酸化物からなるものを表２に示す。なお、表中の○印は
特性がよく実用上問題ないもの、△印は特性がやや下が
るものの実用上問題のないものをそれぞれ示す。
面に、銀パラジウムペーストを塗布し、８００〜１２０
０℃で５時間大気中で焼き付けて外部電極を形成し、半
導体セラミック素子とした。 （実施例１） 半導体セラミック素子のうち、主成分であるランタンコ
バルト系酸化物をＬａ0.94ＣｏＯ3とし、副成分の種類
および添加量を変化させて、上記のようにして半導体セ
ラミック素子を作製し、それぞれ抵抗率とＢ定数とを測
定した。その結果を表１に示す。また、副成分が複数の
酸化物からなるものを表２に示す。なお、表中の○印は
特性がよく実用上問題ないもの、△印は特性がやや下が
るものの実用上問題のないものをそれぞれ示す。
【００２４】なお、抵抗率（ρ）は２５℃で測定した値
である。また、Ｂ定数は温度変化による抵抗変化を示す
定数であり、温度ＴおよびＴ0における抵抗率をそれぞ
れρ（Ｔ）、およびρ（Ｔ0）、自然対数をｌｎとする
と、次式のように定義される。 Ｂ定数＝｛ｌｎρ（Ｔ0）−ｌｎρ（Ｔ）｝／（１／Ｔ0−１／Ｔ） そして、このＢ定数が大きいほど、温度による抵抗変化
が大きい。この式をもとに、実施例１で求めたＢ定数、
Ｂ（−１０℃）と、Ｂ（１４０℃）は、それぞれ以下の
ように定義される。 B(-10℃)＝｛lnρ(-10℃)−lnρ(25℃)｝／｛1/(-10+273.15)−1/(25+273.15)｝ B(140℃)＝｛lnρ(140℃)−lnρ(25℃)｝／｛1/(140+273.15)−1/(25+273.15)｝
である。また、Ｂ定数は温度変化による抵抗変化を示す
定数であり、温度ＴおよびＴ0における抵抗率をそれぞ
れρ（Ｔ）、およびρ（Ｔ0）、自然対数をｌｎとする
と、次式のように定義される。 Ｂ定数＝｛ｌｎρ（Ｔ0）−ｌｎρ（Ｔ）｝／（１／Ｔ0−１／Ｔ） そして、このＢ定数が大きいほど、温度による抵抗変化
が大きい。この式をもとに、実施例１で求めたＢ定数、
Ｂ（−１０℃）と、Ｂ（１４０℃）は、それぞれ以下の
ように定義される。 B(-10℃)＝｛lnρ(-10℃)−lnρ(25℃)｝／｛1/(-10+273.15)−1/(25+273.15)｝ B(140℃)＝｛lnρ(140℃)−lnρ(25℃)｝／｛1/(140+273.15)−1/(25+273.15)｝
【００２５】
【表１】
【００２６】
【表２】
【００２７】表１に示すように、主成分Ｌａ0.94ＣｏＯ
3に、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種類の
酸化物からなる副成分を添加すると、高温でのＢ定数を
４０００Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数をより
低下させることができることを確認した。
3に、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃａ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃ
ａ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種類の
酸化物からなる副成分を添加すると、高温でのＢ定数を
４０００Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数をより
低下させることができることを確認した。
【００２８】また、表２に示すように、副成分が複数の
酸化物からなるものであっても、副成分としての添加量
が０．００１〜１mol％の範囲であれば、高温でのＢ定
数を４０００Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数を
より低下させることができることを確認した。
酸化物からなるものであっても、副成分としての添加量
が０．００１〜１mol％の範囲であれば、高温でのＢ定
数を４０００Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数を
より低下させることができることを確認した。
【００２９】ここで、請求項２および請求項６におい
て、副成分の添加量を限定した理由を説明する。副成分
の添加量を０．００１〜１mol％に限定したのは、試料
番号１、２のように、副成分の添加量が０．００１mol
％より少ない場合には、低温でのＢ定数が４０００Ｋよ
り大きくなり、好ましくないからである。一方、試料番
号１０、２５のように、副成分の添加量が１mol％より
多い場合には、高温でのＢ定数が４０００Ｋより小さく
なり、好ましくないからである。（実施例２） 半導体セラミック素子のうち、主成分であるランタンコ
バルト系酸化物ＬａxＣｏＯ3のコバルト量に対するラン
タン量ｘを変化させ、副成分の種類をＣａ、添加量を
０．０１mol％に固定し、上記のようにして半導体セラ
ミック素子を作製し、それぞれ抵抗率とＢ定数とを測定
した。その結果を表３に示す。また、主成分であるラン
タンコバルト系酸化物のランタンの一部を他の元素に置
き換えたものＬａxＭyＣｏＯ3（Ｍは、Ｐｒ，Ｎｂ，Ｓ
ｍの中から選ばれる少なくとも１種類）を表４に示す。
このときのＬａ量ｘは０．８５、置換元素量ｙは０．０
９に固定した。なお、表中の○印は特性がよく実用上問
題ないもの、△印は特性がやや下がるものの実用上問題
のないもの、×印は実用上問題のあるものをそれぞれ示
す。
て、副成分の添加量を限定した理由を説明する。副成分
の添加量を０．００１〜１mol％に限定したのは、試料
番号１、２のように、副成分の添加量が０．００１mol
％より少ない場合には、低温でのＢ定数が４０００Ｋよ
り大きくなり、好ましくないからである。一方、試料番
号１０、２５のように、副成分の添加量が１mol％より
多い場合には、高温でのＢ定数が４０００Ｋより小さく
なり、好ましくないからである。（実施例２） 半導体セラミック素子のうち、主成分であるランタンコ
バルト系酸化物ＬａxＣｏＯ3のコバルト量に対するラン
タン量ｘを変化させ、副成分の種類をＣａ、添加量を
０．０１mol％に固定し、上記のようにして半導体セラ
ミック素子を作製し、それぞれ抵抗率とＢ定数とを測定
した。その結果を表３に示す。また、主成分であるラン
タンコバルト系酸化物のランタンの一部を他の元素に置
き換えたものＬａxＭyＣｏＯ3（Ｍは、Ｐｒ，Ｎｂ，Ｓ
ｍの中から選ばれる少なくとも１種類）を表４に示す。
このときのＬａ量ｘは０．８５、置換元素量ｙは０．０
９に固定した。なお、表中の○印は特性がよく実用上問
題ないもの、△印は特性がやや下がるものの実用上問題
のないもの、×印は実用上問題のあるものをそれぞれ示
す。
【００３０】
【表３】
【００３１】
【表４】
【００３２】表３に示すように、主成分中のコバルト１
molに対するランタン量ｘが０．５〜０．９９９molの範
囲にある場合には、高温でのＢ定数を４０００Ｋ以上に
維持しながら、低温でのＢ定数を４０００Ｋ未満に低下
させることができることを確認した。
molに対するランタン量ｘが０．５〜０．９９９molの範
囲にある場合には、高温でのＢ定数を４０００Ｋ以上に
維持しながら、低温でのＢ定数を４０００Ｋ未満に低下
させることができることを確認した。
【００３３】また、表４に示すように、上記の範囲内
で、ランタンの一部をＰｒ，Ｎｂ，Ｓｍのうちいずれか
１種類に置換したものでも、高温でのＢ定数を４０００
Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数をより低下させ
ることができることを確認した。
で、ランタンの一部をＰｒ，Ｎｂ，Ｓｍのうちいずれか
１種類に置換したものでも、高温でのＢ定数を４０００
Ｋ程度に維持しながら、低温でのＢ定数をより低下させ
ることができることを確認した。
【００３４】ここで、ランタン量ｘを０．５〜０．９９
９の範囲に限定したのは、試料番号４０のように、ラン
タン量ｘが０．５より小さい場合には、高温のＢ定数が
４０００以下となり、好ましくないからである。一方、
試料番号４５のように、ランタン量ｘが０．９９９より
も大きい場合には、高温でのＢ定数および低温でのＢ定
数ともに本発明の課題を満足しているものの、焼結体中
の未反応の酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）が大気中の水分な
どと反応して膨潤して半導体セラミックが崩壊してしま
うため、本用途の素子として使用できず、好ましくない
からである。
９の範囲に限定したのは、試料番号４０のように、ラン
タン量ｘが０．５より小さい場合には、高温のＢ定数が
４０００以下となり、好ましくないからである。一方、
試料番号４５のように、ランタン量ｘが０．９９９より
も大きい場合には、高温でのＢ定数および低温でのＢ定
数ともに本発明の課題を満足しているものの、焼結体中
の未反応の酸化ランタン（Ｌａ2Ｏ3）が大気中の水分な
どと反応して膨潤して半導体セラミックが崩壊してしま
うため、本用途の素子として使用できず、好ましくない
からである。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、ランタンコバルト系酸
化物からなる主成分に、副成分として、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種類の酸化物を添加してい
るので、高温のＢ定数を４０００Ｋ程度に維持しなが
ら、低温のＢ定数をより低下させたＮＴＣ特性を有する
半導体セラミック素子を得ることができる。
化物からなる主成分に、副成分として、Ｌｉ，Ｎａ，
Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃ
ｕ，Ｚｎのうち少なくとも１種類の酸化物を添加してい
るので、高温のＢ定数を４０００Ｋ程度に維持しなが
ら、低温のＢ定数をより低下させたＮＴＣ特性を有する
半導体セラミック素子を得ることができる。
【００３６】この半導体セラミック素子を用いることに
より、高温状態での抵抗値が小さく、電力消費量を低減
でき、かつ、低温環境下での機器の過度の電圧ドロップ
が生じないようにすることができる。
より、高温状態での抵抗値が小さく、電力消費量を低減
でき、かつ、低温環境下での機器の過度の電圧ドロップ
が生じないようにすることができる。
【００３７】すなわち、得られる半導体セラミック素子
は、スイッチング電源の突入電流防止用の他に、モータ
の起動遅延、レーザープリンタのドラム保護、ハロゲン
ランプの保護などの一般回路や電球など、電圧印加初期
に過大な電流が流れる機器の突入電流防止用の素子とし
て、あるいは、ＴＣＸＯ用の温度補償用素子や一般的な
温度補償、温度検知素子として、広く使用できるもので
ある。
は、スイッチング電源の突入電流防止用の他に、モータ
の起動遅延、レーザープリンタのドラム保護、ハロゲン
ランプの保護などの一般回路や電球など、電圧印加初期
に過大な電流が流れる機器の突入電流防止用の素子とし
て、あるいは、ＴＣＸＯ用の温度補償用素子や一般的な
温度補償、温度検知素子として、広く使用できるもので
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新見 秀明 京都府長岡京市天神二丁目26番10号 株 式会社村田製作所内 審査官 武重 竜男 (56)参考文献 特開 平７−37705（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−73886（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−10576（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−80989（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C04B 35/00 - 35/50 ＣＡ（ＳＴＮ) ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ)
Claims (4)
- 【請求項１】 ランタンコバルト系酸化物からなる主成
分に、副成分として、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ，Ｂ
ｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎのうち少なく
とも１種の元素からなる酸化物が、元素に換算して合計
０．００１〜１ｍｏｌ％添加された半導体セラミック
と、前記半導体セラミック上に形成された電極とからな
ることを特徴とする、負の抵抗温度特性を有する半導体
セラミック素子。 - 【請求項２】 前記ランタンコバルト系酸化物は、Ｌａ
x ＣｏＯ 3 （０．５００≦ｘ≦０．９９９）であることを
特徴とする、請求項１に記載の負の抵抗温度特性を有す
る半導体セラミック素子。 - 【請求項３】 前記Ｌａ x ＣｏＯ 3 のＬａの一部がＰｒ，
Ｎｄ，Ｓｍのうち少なくとも１種の元素で置換されてい
ることを特徴とする、請求項２に記載の負の抵抗温度特
性を有する半導体セラミック素子。 - 【請求項４】 突入電流抑制用、モーター起動遅延用、
ハロゲンランプ保護用、もしくは、温度補償型水晶発振
器用であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか
に記載の負の抵抗温度特性を有する半導体セラミック素
子。
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Cited By (8)
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|---|---|---|---|---|
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