電阻元件、紅外線傳感器及電氣設備的製作方法

2023-06-17 18:55:26 3

專利名稱：電阻元件、紅外線傳感器及電氣設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及具有負的溫度係數的電阻元件、使用上述電阻元件構成的紅外線傳感器、及將上述電阻元件用於衝擊電流抑制用途的電氣設備。
背景技術：
近年來，可進行表面安裝的層疊晶片熱敏電阻被廣泛使用，特別是具有負的溫度係數的一般的負特性(NTC)熱敏電阻不僅使用於現有的溫度檢測、補償的用途，還與其他部件組合起來用於氫傳感器、紅外線傳感器、非接觸溫度傳感器等的用途。在這些傳感器中，經由觸媒材料等或者由紅外線透鏡等進行聚光，將感測到的外部環境的變化變換成溫度變化，並由NTC熱敏電阻讀取感測該變化量。因此，如果使用電阻因非常小的溫度變化便引起較大變化的NTC熱敏電阻，則可以提高靈敏度。另外，作為對於本發明而言感興趣的具有負的溫度係數的電阻元件，有CTR(Critical Temperature Resistor)元件。CTR元件與具有負的溫度係數的一般的NTC熱敏電阻相比，因溫度引起的電阻變化急劇。即、具有正的溫度係數，並且通常在超過某一溫度時電阻快速變大的正特性(PTC)熱敏電阻和CTR元件表示相反特性。由此，認為這種CTR元件與一般的NTC熱敏電阻相比，適用於檢測微小的溫度變化的用途、作為功率型熱敏電阻的用途、即衝擊電流抑制用。作為上述CTR元件，例如在專利文獻1中有所記載。專利文獻1中記載的CTR元件作為素體(element body)的材料而採用VO2系氧化物。然而，採用了 VO2系氧化物的CTR元件，雖然曾經被產品化，但是由於通過重複使用導致特性劣化等穩定性變差、難以控制動作溫度(轉變溫度)的可控制溫度範圍窄等問題，使得其未被廣泛普及。近年來，除了上述專利文獻1記載的材料以外，還提出了以強相關電子系材料為中心的幾種表示CTR特性的材料，但是卻存在著動作溫度是低於室溫的低溫、電阻變化率小等的問題。假設在室溫以上的任意溫度表示較大的電阻變化，進而可使動作溫度在較寬的溫度範圍內變化的CTR元件得以實現，則不僅能用於溫度或紅外線的檢測，還能作為功率型熱敏電阻及ESD對策用熱敏電阻進行使用。另外，雖然作為人體檢測傳感器的使用了 NTC熱敏電阻的紅外線傳感器、或測輻射熱計的需求有所提高，但是為了以更高靈敏度感知人體或發熱體，具備發現CTR特性的素體的電阻元件是有效的。然而，在這種用途的CTR元件中，若採用系氧化物，則如前述那樣在可靠性及檢測溫度調整等方面存在課題。為了解決上述的課題，本申請發明者著眼於專利文獻2或非專利文獻1記載的1 311112060 是從而、5111丄11、6(1、113、07、《0及￥中選出的至少一種。)系材料而進行的研究。關於RBaMn2O6系材料公知，在室溫以上的溫度下維持著電荷有序絕緣體這一特殊狀態，隨著溫度上升電荷有序被打破，成為金屬傳導而示出CTR特性。另外，關於RBaMn2O6系材料，通過改變稀土類元素R的種類可以改變動作溫度。可是，其電阻變化率變小1個數量級左右，作為實際用途不得不受到限制。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本特開平5-152103號公報專利文獻2 日本特開2007-995M號公報非專利文獻非專利文獻 1 :T. Nakajima, H. Kageyama, and Y. Ueda, "Successive PhaseTransitions in a Metal-Ordered Manganite Perovskite YBaMn206" J. Phys. Chem.Solids,63(2002)91
發明內容
(發明要解決的課題)因此，本發明的目的在於提供一種可解決上述這種問題的電阻元件。本發明的另一目的在於提供一種用上述電阻元件構成的紅外線傳感器。本發明的又一目的在於提供一種將上述電阻元件用於衝擊電流抑制用途的電氣設備。(為解決課題的方法)本發明首先適用於電阻元件，該電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體以由化學式=RBaMn2O6 (R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種)所示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，該至少一對電極為了向該素體的至少一部分施加電場而設置。本發明涉及的電阻元件在通過一對電極向素體施加電場時所採用的電場強度的大小方面存在特徵，其特徵在於通過施加電場強度為lOOV/cm以上的電場從而使素體的電阻發生較大變化來使用。在優選的實施方式中，例如電阻元件能夠用於按照測量在通過一對電極向素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場時的素體中流動的電流的方式檢測紅外線，或者將該電阻元件與去往被保護電路的電流線串聯連接，按照在衝擊電流流向被保護電路時通過一對電極向素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場的方式，將電阻元件用於衝擊電流抑制用途。另外，本發明也適用於用上述的電阻元件構成的紅外線傳感器。本發明涉及的紅外線傳感器，其特徵在於具備電阻元件，該電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體以由上述化學式=RBaMn2O6所示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，該至少一對電極為了向該素體的表層部施加電場而設置；電源，其用於通過所述一對電極向素體施加lOOV/cm以上的電場；以及電流測量單元，其測量在從該電源施加lOOV/cm以上的電場時在素體中流動的電流。並且，在該紅外線傳感器中，利用所述電流測量單元來測量電流變化，從而檢測因在素體的表層部接受的紅外線引起的溫度變化所導致的素體的電阻變化。此外，上述的紅外線傳感器為了檢測紅外線，而檢測在素體的表層部的溫度變化，所以作為溫度傳感器發揮功能。由此，在本申請的說明書中，「紅外線傳感器」這一用語與「溫度傳感器」為相同意義來使用。進而，本發明也適用於電氣設備，該電氣設備具備被保護電路、電源以及用於向被保護電路供給電力的電流線，用於抑制流向被保護電路的衝擊電流的電阻元件與電流線串聯連接。在本發明涉及的電氣設備中其特徵在於，所述電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體以由上述化學式=RBaMn2O6所示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，該至少一對電極為了向該素體的至少一部分施加電場而設置，在衝擊電流流向所述被保護電路時通過所述電極向所述素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場。此外，本發明中用到的具有負的溫度係數的素體只要在使用溫度中具有負的溫度係數即可，例如在超過使用溫度的高溫區域中可以是呈金屬性的、即表示正的溫度係數的素體。發明效果可知本發明中用到的以由化學式=RBaMn2O6表示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數的素體，表現出通過置於lOOV/cm以上這樣的某一定以上的電場強度下從而在某一溫度下電阻急劇下降的CTR特性。另外可知，通過改變電場強度或者改變稀土類元素R的種類，從而可以改變CTR特性中的動作(轉變)溫度。由此，若用具備上述素體的電阻元件構成紅外線傳感器，則能夠提高這種傳感器的靈敏度，並且例如能夠實現可檢測室溫 200°C左右的寬範圍的溫度的傳感器。另外，在將具備上述素體的電阻元件用於流向被保護電路的衝擊電流抑制用途時，與採用了 NTC熱敏電阻的情況相比，由於電阻變化率更高，所以能夠以更小晶片尺寸的元件高效率地抑制衝擊電流。


圖1是表示作為構成電阻元件的素體的氧化物而針對(a)採用了 GdBaMn2O6的情況、以及(b)採用了 DyBaMn2O6的情況的各個情況在各種電場強度下測量出的電阻元件的電阻的溫度依賴性的圖。圖2是比較本發明中用到的電阻元件的情況和一般的NTC熱敏電阻的情況，表示電阻的溫度依賴性的圖。圖3是比較本發明中用到的電阻元件的情況和一般的NTC熱敏電阻的情況，表示電阻的時間依賴性的圖。圖4是圖解性表示本發明的一實施方式的紅外線傳感器的正視圖。圖5是圖解性表示本發明的其他實施方式的電氣設備的框圖。圖6是表示圖5所示的電阻元件的優選構造的剖視圖。圖7是表示針對在實驗例中製作出的試料4涉及的電阻元件在各種電場強度下測量出的電阻的溫度依賴性的圖。圖8是針對在實驗例中製作出的試料4說明轉變溫度(Tctk)的求法的圖。圖9是針對在實驗例中製作出的試料4涉及的電阻元件而表示電阻的電場強度依賴性的圖。
具體實施例方式本發明中用到的電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體由氧化物構成並具有負的溫度係數，該氧化物以由化學式RBaMn2O6 (R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種。)表示且具有雙鈣鈦礦構造的氧化物導電體作為主成分，該至少一對電極為了向該素體的至少一部分施加電場而設置。在通過上述一對電極向素體施加了電場強度為lOOV/cm以上的偏置電場或觸發電場的狀態下，使用該電阻元件。如上述，可知通過在lOOV/cm以上的電場強度下使用電阻元件能夠實現具有電壓依賴性的陡峭的CTR特性。更具體地說明，作為構成電阻元件的素體的氧化物，針對(a)採用了 GdBaMn2O6的情況、以及(b)採用了 DyBaMn2O6的情況的各個情況在各種電場強度下測量出的電阻元件的電阻的溫度依賴性調查之後，得到圖1所示的結果。如圖1所示，無論在(QGdBaMn2O6的情況及(b)DyBaMn206的情況的哪種情況下都僅示出了從0. OlV起提高施加電壓，在0. IV IV之間與一般的NTC熱敏電阻實質上相同的電阻溫度特性，但是在將施加電壓提高至IOV時，表示出1個數量級以上的大的電阻變化率，並確認出電阻變化率達到了 2個數量級。在圖1 (a)及(b)中，施加電壓0. 0IV相當於2. 5V/cm的電場強度，施加電壓0. IV相當於25V/cm的電場強度，施加電壓IV相當於250V/cm的電場強度，施加電壓IOV相當於2500V/cm的電場強度。此外，由於是所採用的測量器具有的0. 5A這一限流，所以在圖1中在更低的電阻側未示出正確的電阻率。另外，在圖1中顯示了相當於後述的電荷有序轉變溫度(Tco)的溫度，然而對於圖1 (b)所示的DyBaMn2O6的Tco而言，比測量溫度範圍高，約220°C。另外，發現了通過改變施加電壓能改變動作(轉變)溫度。這種情況下，發現若施加電壓變高則轉變溫度收斂於某一溫度的趨勢，例如在(QGdBaMn2O6的情況下，可知收斂於-100°C左右的溫度。在此，改變施加電壓是指改變向一對電極之間施加的電場強度，改變電場強度是指可改變一對電極之間的距離。本發明中用到的、以由化學式RBaMn206(R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種。)表示且具有雙鈣鈦礦構造的氧化物導電體作為主成分的氧化物，在某一溫度範圍內處於電荷有序狀態這種特殊狀態。本物質根據化學式可知Mn的平均價數為3. 5，一般情況為表示金屬傳導的價數。可是，由於處於Mn3+-Mn4+(Mn37Mn4+ = 50/50，平均價數為3.5)有序的電荷有序這種特異狀態，所以在電荷有序轉變溫度(Tco)以下的溫度下載流子被凍結，表示半導體或絕緣體的特性。若達到Tco以上的溫度，則具有下述特徵該電荷有序狀態被打破，表示從電阻高的狀態向電阻低的狀態變化的金屬絕緣體轉變。本申請發明者認為上述的電荷有序狀態是被電場或電流、焦耳熱打破的，如本申請發明所示那樣發現，通過在lOOV/cm以上等某一定以上的電場強度下使用從而轉變溫度改變，能夠實現更大的電阻變化。將本發明中用到的電阻元件和一般的NTC熱敏電阻進行比較，在圖2中示意性表示電阻的溫度依賴性，在圖3中示意性表示電阻的時間依賴性、即一定的電壓及電流下的電阻的溫度變化。在圖2中，如虛線所示，NTC熱敏電阻一般具有隨著溫度的上升電阻漸漸下降的特徵。另一方面，如實線所示，本發明涉及的電阻元件具有在某一溫度處電阻急劇下降的特徵。向這兩種電阻元件施加了某一電壓及電流時的電阻的時間變化，如圖3所示，由於素體發熱，因而隨著時間經過電阻漸漸下降，然後達到穩定狀態。在此，若在本發明涉及的電阻元件的情況下調整素體的組成、一對電極之間的距離等，並且控制施加電場及動作(轉變)溫度，則如圖3的實線所示，期待能夠將下降至相同電阻的情況下的初期電阻設定得比虛線所示的一般的NTC熱敏電阻的情況高。若能實現上述情況，則例如將本發明涉及的電阻元件如一般的功率型熱敏電阻那樣與電流線串聯連接來使用的情況下，在電源接通時向該電阻元件施加與元件電阻相匹配的一定的電壓及電流，與一般的功率型熱敏電阻同樣地，電阻值漸漸下降，在應該供給電流的元件或電路中流動充足的電流。此時，本發明涉及的電阻元件與一般的功率型熱敏電阻不同，由於電阻變化率大，所以如前述那樣具有能夠將初期電阻設定得比功率型熱敏電阻的情況高的特徵。因此，在流動衝擊電流的情況下，與一般的功率型熱敏電阻相比可以更有效地抑制衝擊電流。目前，在這種用途中一般的NTC熱敏電阻正在被使用。在NTC熱敏電阻的情況下，流動衝擊電流，使得NTC熱敏電阻發熱，電阻下降。可是，雖然依賴於NTC熱敏電阻所具有的B常數，但是例如即便溫度急劇上升100°C，在NTC熱敏電阻的情況下電阻也僅下降1個數量級左右。因此，在衝擊電流的抑制效果受限，並施加了較大的電流及電壓的情況下，由於其應力有時會損壞NTC熱敏電阻。與之相對，構成本發明涉及的電阻元件的素體的氧化物，如前述那樣，原本處於電荷有序型絕緣體這種特殊狀態，即處於雖然存在載流子但是卻被凍結的狀態。在因電壓、溫度使得該狀態被打破的情況下，表示1個數量級以上的電阻變化，由於向元件施加的負荷小、即流動更大的電流，故期待表示比現有的NTC熱敏電阻還高的耐性。另外，根據該功能，若在一定電壓或電流下使用本發明涉及的電阻元件，則可以實現逆熔絲方式的使用方法、即PTC熱敏電阻的相反的使用方法。接著，說明作為本發明涉及的電阻元件的進一步特定用途的一例的紅外線傳感
ο以往，例如在電阻型測輻射熱計中採用一般的NTC熱敏電阻，或者採用表示CTR特性的W2系陶瓷。它們都利用在照射紅外線的情況下表層部溫度上升、電阻變化的特性，而被用作紅外線傳感器。根據這種原理，優選在紅外線受光時電阻發生較大變化。此外，在溫度從溫度T1向溫度T2變化時，在電阻從R1變化為&的情況下，作為該變化率的指標經常使用B常數。B常數是用以下的式子算出的。B 常數=Ln ( / ) / (1/1\_1/%)其中，電阻R1及R2的單位是「 Ω 」，溫度T1及T2的單位是「K」。在一般的NTC熱敏電阻中，即便B常數大也只有4000左右。另外，在系陶瓷中雖然得到比較大的電阻變化(B常數)，但是卻存在表示電阻變化的溫度範圍限制為室溫 60 0C，控制性及穩定性差的問題。根據本發明涉及的紅外線傳感器，能夠解決這些問題。在圖4中圖解性表示本發明的一實施方式的紅外線傳感器1。參照圖4，紅外線傳感器1具備電阻元件5，該電阻元件5包括由氧化物構成且呈平板狀的素體2和一對電極3、4，該氧化物以由RBaMn2O6 (R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種。)表示且具有雙鈣鈦礦構造的氧化物導電體作為主成分，該一對電極3、4在該素體2的上面上彼此隔著規定間隙而形成。紅外線傳感器1還具備源表6，該源表6成為用於通過一對電極3、4向素體2施加電場的電源。該源表6兼用作電流測量單元，用於測量向電極3與4之間施加了電場時流過素體2的電流。由從源表6供給的電力，使得lOOV/cm以上的觸發電場通過電極3、4而定期地施加給素體2的表層部7。由此，在照射紅外線(或熱)8、從而素體2的表層部7的溫度上升了的情況下，引起較大的電阻變化。因此，可實現極其良好的紅外線靈敏度。基於更具體的實驗例進行說明，準備由GdBaMn2O6陶瓷構成的素體2，在該素體2的上表面通過DC濺射法以隔著100 μ m的間隙的狀態形成2個電極3、4，從而製作了如圖4所示的構成的電阻元件5。利用該電阻元件5構成紅外線傳感器1，在室溫(25°C)中從源表6向電極3與4之間定期地施加2. 5V的電壓(電場強度250V/cm)，在施加該電壓時通過源表6測量在電極3與4之間流過的電流。其結果，在30°C 35°C的溫度範圍內B常數變為8725，在35°C 40°C的溫度範圍內B常數變為12600。另一方面，雖然採用了相同的電阻元件5，但是將電場強度設為IOV/cm時的B常數變為2500。另外，一般的NTC熱敏電阻的B常數如前述那樣最高為4000左右。即、若在250V/cm這樣的高電場強度下使用電阻元件5，則與電場強度為lOV/cm的情況或一般的NTC熱敏電阻的情況比較可知，得到了 3倍以上的B常數。由此，根據本發明涉及的紅外線傳感器，能夠飛躍地提高靈敏度。在上述的實驗例中，雖然使紅外線傳感器在室溫附近進行動作，但是通過選擇電極間距離和/或素體材料，從而能夠在室溫 200°C這一寬範圍內設計傳感器的動作溫度。因而，紅外線傳感器不僅可作為室溫下的動作傳感器(motion sensor)使用，還可作為電爐等電阻型測輻射熱計使用。接著，說明作為本發明涉及的電阻元件的進一步特定用途的其他例的、作為衝擊電流抑制用途的使用即功率型熱敏電阻用途。在圖5中用框圖示出具備衝擊電流抑制用途的電阻元件的電氣設備。參照圖5，電氣設備11具備交流電源12和被保護電路13，交流電源12經由整流器14向被保護電路13供給電力。衝擊電流抑制用途的電阻元件16與用於供給電力的電流線15串聯連接。另外，平滑電容器17與被保護電路13並聯連接。以往，作為上述衝擊電流抑制用途的電阻元件16經常採用NTC熱敏電阻。NTC熱敏電阻與一般的電阻器不同，在從電源斷開時到剛變為電源接通之後表現出高的電阻，在電源接通之後因為自身發熱而導致電阻下降。因此，根據NTC熱敏電阻，較之即便溫度變化電阻值也幾乎不變的一般的電阻器，具有能夠實現低耗電的優點。關於這種功率型熱敏電阻用途的電阻元件16，為了實現更加良好的衝擊電流抑制效果和更進一步的低耗電化，優選在從待機時(電源斷開時)直至剛變為電源接通之後表現出更高的電阻，並且隨後由於自身發熱而導致進一步的低電阻化的電阻。因此，隨著溫度上升而電阻急劇變大的CTR材料，作為功率型熱敏電阻用途而表現出理想的特性，但是在至今為止所公知的VA材料中，如前述那樣存在著再現性及穩定性欠缺的課題。在本發明中，作為電阻元件16採用的是具備由氧化物構成的素體和至少一對電極的電阻元件，該氧化物以由RBaMn2O6 (R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種。)表示且具有雙鈣鈦礦構造的氧化物導電體作為主成分，所述至少一對電極是為了向該素體的至少一部分施加電場而設置的。並且，被設計成在衝擊電流流向被保護電路13時通過上述一對電極向素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場。圖6是表示電阻元件16的優選構造的剖視圖。參照圖6，電阻元件16具有層疊構造。更詳細而言，電阻元件16具有素體21，素體21具備被層疊的多個陶瓷層22，沿著陶瓷層22之間的界面形成了多個內部電極23、24。另外，在素體21的相互對置的各端面上分別形成了第1及第2外部電極25、26。前述的內部電極23J4被分類成與第1外部電極25電連接的多個第1內部電極23以及與第2外部電極沈電連接的多個第2內部電極M，這些第1及第2內部電極23J4在層疊方向上交替地配置。通過採用這種層疊構造的電阻元件16，其外形尺寸並不受限，通過改變陶瓷層22的厚度能夠改變向素體21施加的電場強度，因此，容易設計成在衝擊電流流向被保護電路13時向素體21施加電場強度為lOOV/cm以上的電場。基於一實驗例更具體地說明，利用GdBaMn2O6陶瓷製作了平面尺寸為2. OmmXl. 2mm的層疊構造的素體21，使得一般作為功率型熱敏電阻被經常採用的室溫下的電阻值為8Ω。在此，按照如下的方式進行設計，可得到室溫下的電阻值如目標那樣的約8Ω的電阻元件16，S卩作為內部電極23、24的導電成分使用Pd，燒成後的電極總面積為0. 2mm2，內部電極23與M之間的陶瓷層22的厚度為130 μ m，。針對所得到的電阻元件16在電場強度為25V/cm下進行了 RTC(電阻率的溫度依賴性)評價，轉變溫度約為150°C，電阻變化率變低於1個數量級，但是在250V/cm的電場強度下卻大幅地改善了電阻變化率，轉變溫度變為約50°C。由此，根據本發明，在室溫左右的溫度下，上述電阻元件16在電源斷開時表現出8Ω左右的電阻，在因電源接通使得以250V/cm的電場強度流入衝擊電流的情況下，電阻值發生較大變化從而表現出金屬絕緣體轉變，在穩定狀態下變為0.8 Ω以下，可減小耗電。因此，與一般的NTC熱敏電阻相比可以更有效地抑制衝擊電流，可以作為在恢復特性方面良好的功率型熱敏電阻來使用。接著，說明為了系統化確認本發明的效果而實施的實驗例。為了在燒成後得到RBaMn2O6的組成，將碳酸鋇(BaCO3)及氧化錳(Mn3O4)進行稱重，並且將氧化釹(Nd2O3)、氧化釤(Sm2O3)、氧化銪(Eu2O3)、氧化釓(Gd2O3)、氧化鋱(Tb4O7)、氧化鏑(Dy2O3)、氧化鈥(Ho2O3)及氧化釔氏03)中的至少一種按照成為表1所示的組成的方式進行稱重，進而將分散劑及離子交換水進行稱重，將它們進行配合併利用直徑為2mm的PSZ球進行M小時的溼式混合。接著，在使上述混合物乾燥之後，在高純度Ar氛圍氣(99.9999% )中，在1250°C的溫度下燒成12小時，接著進行粗粉碎。接著，在上述被粗粉碎的粗粉末中加入有機溶劑、分散劑及直徑為5mm的PSZ球來進行粉碎處理，然後添加增塑劑及粘合劑，從而得到了片材成形用的漿料(slurry)。接著，將上述漿料以刮墨刀法成形為厚度60 μ m左右的片狀，將得到的生片(green sheet)剪切成規定大小的長方形狀。接著，通過絲網印刷法將作為導電成分而包含Pt的導電膏塗敷在上述生片上，由此形成了作為內部電極的導電膏膜。接著，經由對多個上述生片進行層疊、壓接、剪切的各工序，從而得到了層疊構造的綠色晶片(green chip)。接著，在450°C左右的溫度下對上述綠色晶片進行脫粘合劑處理，其次在高純度Ar氛圍氣(99.9999%)中以1250°C的溫度燒成48小時。由此，得到了具有多個陶瓷層及內部電極被層疊的構造的燒結後的素體。其次，為了在素體的端面上形成外部電極，在塗敷了含有Ag的膏劑之後，在氧氣氛圍氣下以600°C的溫度進行了 48小時的熱處理。由此，得到了燒結有Ag的外部電極形成在素體上的各試料涉及的電阻元件。針對由此得到的各試料涉及的電阻元件，以粉末X射線衍射的方式調查了素體的陶瓷層部分之後，其結果可知在所有試料中主成分是具有雙鈣鈦礦構造的化合物。進而，進行了以下的特性試驗。S卩、進行RTC(電阻率的溫度依賴性)測量，並求出了電阻率的轉折點及電阻率變化。更詳細而言，一邊施加電場強度在25V/cm 1500V/cm的範圍內的電場，一邊在-190°C 250°C的溫度範圍內測量各試料涉及的電阻元件的電阻。用於測量電阻的保持時間設為0.5秒。作為代表例，在圖7中示出了與試料4涉及的電阻元件相應的RTC特性。在圖7中，用箭頭示出將電場強度設為 25V/cm、250V/cm、500V/cm、750V/cm、1000V/cm、1250V/cm、1300V/cm及1500V/cm時的各個轉變溫度(Tctk)。另外，在表1中示出了針對各試料而將電場強度設為25V/Cm、100V/Cm、250V/Cm及1500V/cm時的轉變溫度(Tctk)，並且示出了電場強度為25V/cm的電阻變化比。[表 1]
權利要求
1.一種電阻元件，其具備素體，其以由化學式=RBaMn2O6表示的氧化物導電體作為主成分，並具有負的溫度係數，其中R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種；和至少一對電極，其為了向所述素體的至少一部分施加電場而設置，所述電阻元件按照通過所述一對電極向所述素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場來改變所述素體的電阻的方式進行使用。
2.根據權利要求1所述的電阻元件，其中，為了將所述電阻元件用於檢測紅外線，測量在通過所述一對電極向所述素體施加電場強度為lOOV/cm以上的電場時的所述素體中流過的電流。
3.根據權利要求1所述的電阻元件，其中，為了將所述電阻元件用於抑制衝擊電流，將該電阻元件與去往被保護電路的電流線串聯連接，在衝擊電流流向所述被保護電路時通過所述一對電極向所述素體施加電場強度為100V/cm以上的電場。
4.一種紅外線傳感器，其具備電阻元件，該電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體以由化學式=RBaMn2O6表示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，其中R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種，該至少一對電極為了向所述素體的表層部施加電場而設置；電源，其用於通過所述一對電極向所述素體施加lOOV/cm以上的電場；以及電流測量單元，其測量在從所述電源施加lOOV/cm以上的電場時在所述素體中流過的電流，利用所述電流測量單元測量電流變化，來檢測因在所述素體的表層部接受的紅外線引起的溫度變化所導致的所述素體的電阻變化。
5.一種電氣設備，其具備被保護電路、電源和用於向所述被保護電路提供所述電力的電流線，用於抑制流向所述被保護電路的衝擊電流的電阻元件與所述電流線串聯連接，其中，所述電阻元件具備素體和至少一對電極，該素體以由化學式RBaMn2O6表示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，其中R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種，該至少一對電極為了向所述素體的至少一部分施加電場而設置，在衝擊電流流向所述被保護電路時，通過所述電極向所述素體施加電場強度為100V/cm以上的電場。
全文摘要
本發明提供一種電阻元件、紅外線傳感器及電氣設備，例如針對在紅外線傳感器中用到的具有負的溫度係數的電阻元件能以任意溫度實現較大的電阻變化。在將具備素體(2)和一對電極(3、4)的電阻元件(5)使用於例如紅外線傳感器(1)時，在向素體(2)施加了電場強度為100V/cm以上的電場時測量與素體(2)的電阻相關的素體(2)中流動的電流，以檢測紅外線，其中，該素體(2)以由RBaMn2O6(R是從Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho及Y中選出的至少一種)表示的氧化物導電體作為主成分並具有負的溫度係數，一對電極(3、4)是為了向素體(2)的表層部(7)施加電場而設置的。
文檔編號H01C7/04GK102597724SQ201080048260
公開日2012年7月18日 申請日期2010年10月25日 優先權日2009年10月26日
發明者廣瀨左京 申請人:株式會社村田製作所