53 с яп.— М.: Энергоиздат, 1982. — 328 с., ил. 1 1 р. 30 к.
В книге изложены физические свойства, технология изготовлен]
лйласти применения полупроводниковой сегнетокерамики на осно:
яната бария, обладающей большим положительным температурны
чЛФицЯентом УД«льного сопротивления. Рассмотрены способы нан
имя металлических электродов и изготовления 'Позисторов на осно]
"""пооводниковой сегнетокерамики. Описан ряд схем и изделий эле
техники (особенно бытовой) с использованием позисторов. ТР Книга предназначена для инженеров, занимающихся разработке) „проводников, а также электро- и радиоинженеров, интересующи ся
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
Терморезисторы с большим положительным температурным коэффициентом сопротивления (ПТКС) — позисторы — открыты сравнительно недавно (в 1955г.), когда начали исследовать электропроводность полупроводников на основе титаната бария. В отличие от известных ранее терморезисторов с отрицательным температурным коэффициентом сопротивления, равным 3—5%/К (ОТКС)—термисторов, позисторы в определенном интервале температур характеризуются значениями ПТКС, доходящими до 100%/К и более. В пределах до 10 К сопротивление позисторов может изменяться в миллионы раз. Температура резкого изменения сопротивления совпадает с точкой Кюри используемого сегнетоэлектрика и может изменяться в широких пределах. Шириной температурного интервала роста сопротивления можно управлять, изменяя степень размытия сегнетоэлектрический фазового перехода. Это позволит широко использовать позисторы в различных областях техники.
Промышленное производство позисторов оказалось нелегким делом. Это связано с необходимостью использования при синтезе керамики чистых исходных оксидов, исключения загрязнения шихты в процессе производства, строгого соблюдения режима и атмосферы обжига, технологии нанесения электродов и т. д. Выяснились трудности обеспечения повторяемости и воспроизводимости характеристик, их стабильности во времени.
Значительных успехов в технологии и применении позисторов достигли фирмы Японии, где массовое производство различных типов позисторов было начато более 10 лет назад.
Предлагаемая читателям книга, изданная токийским издательством «Гаккэнся» в 1977 г., дает последова-
ОГЛАВЛЕНИЕ
1редиславие к русскому изданию. В. М. Петров . . 3
введение. К. Окадэаки . . ........ 6
'етроспектива развития. О. Сабури . . .... 9
"лава первая. Общие сведения о полупроводниках на основе
титаната бария........... 13
1.1. Свойства полупроводников на основе титаната бария.
О. Сабури, К. Вакино, Н. Фудзикава . . . . 13
1.1.1. История развития полупроводников на основе титаната бария.......... 14
1.1.2. Сопротивление при постоянном токе .... 16
.1.3. Сопротивление переменному току . . . . . 18
. .4. Термо-ЭДС ..'.'.'. . . . . . . 20
. .5. Эффект Холла .......... 21
. .6. Пьезорезистивный эффект....... 23
. .7. Запирающий слой........_. 26
. .8. Оптические свойства........ 28
.1.9. Кристаллические свойства ....... 30
.1.10. Электропроводность веществ типа титаната бария 30
1.2. Процесс изготовления полупроводников на основе титаната йария. К. Вакино, Н. Фудзикава ... 33
1.2.1. Принципиальная технологическая схема изготовления ............ 33
1.2.2. Факторы, оказывающие влияние на полупроводники на основе титаната бария ..... 37
1.3. Применение полупроводников на основе титаната бария.
К. Вакино, Н. Фудзикава........ 42
1.3.1. Позисторы........... 44
1.3.2. Характеристики позисторов ...... 45
323
1.3.3. Примеры применения позисторов..... 53
1.3.4. Варисторы........... Г>7
1.3.5. Полупроводниковые конденсаторы .... 68 1.4. Механизм возникновения аномалии сопротивления.
К. Вакино, Н. Фудзикава....... . 75
Литература............. 83
Глава вторая. Физическая природа позисторного эффекта . . 86
2.1. О моделях позисгоров В. Кинасэ..... 8G
2.1.1. Введение........... 86
2.1.2. Модель, основанная на управлении валентностью 87
2.1.3. Модели, основанные на керамических свойствах титаната бария ......... 87
2.1.4. Модели, основанные на объемных свойствах кристалла ............ 89
2.1.5. Проблемы будущего........ 90
Литература . . . . ......... 91
2.2. Электропроводность полупроводникового титаната бария. 6. Тада, Ё. Арая......... 91
2.2.1. Полупроводниковые свойства титаната бария . 91
2.2.2. ПТКС в монокристалле....... 98
2.2.3. ПТКС в керамике......... ! 99
'2.2.4. ОТКС в монокристалле....... 100
2.2.5. ОТКС в керамике......... 102
2.2.6. Температурные' коэффициенты германиевых пленок на поверхности монокристалла титаната ба-
. • рия-............. 103
• 2.2.7. Проблемы -на -будущее . '....... 104
Литература •.•.-.•. . •........ 100
2.3.- Исследование полупроводников на основе титаната
• бария: Ё.- Фдрухата- . ' . '........ 107
1 2.3.1. Разработка' материалов....... 108
• 2.3.2. Использование полезных свойств полупроводни-
ков на основе титаната бария ..... 112
2.3.3. Механизм электропроводности..... 114
2.3:4. Механизм полупроводниковых свойств . . . 117 2.3.5. Механизм положительного температурного коэффициента сопротивления ' . '...... 121
2.3;6. Заключение........... 123
Литература •............. 124
2.4. Электроды для позисторов. X. Сасаки..... 126
•2.4.1. Сравнение способов формирования электродов . 126
• 2.4.2. Электроды, получаемые химическим никелирова-
нием ............. 129
2.4.3. Электроды, получаемые вжиганием серебра . . 134
. . 136
___ ___ таллов
2.4.6. Модель барьерного приэлектродного слоя
139
2.4.4. Жидкометаллические электроды
2.4.5. Воздушное напыление расплавленных металлов 137
1 Q7 - .. ^ j^
Литература 2,5. Границы зерен керамики титаната бария. Т. Му-
раками...............139
2.5.1. Введение............139
2.5.2. Распределение примесей в керамике . . . . 141
2.5.3. Диффузия марганца во внутреннюю область керамики ...........147
2.5.4. Физлческие свойства межкристаллитных прослоек титаната бария
, д
Литература
148
2.5.5. Действие легирующих добавок . . . . . 152
. • . . 155
лава третья. Технология изготовления позисторов . . . 156
3.1. Химия позисторов. X. Камиока....... 156
3.1.1. Химическое равновесие . ...... 156
3.1.2. Химическое взаимодействие и диффузия . . . 160
3.1.3. Спекание........... 166
Литература............. 170
3.2. Методы изготовления позисторов. К- Мацуо, Г. Сасаки 171
3.2.1. Методы изготовления керамики с ПТКС . . . 171
3.2.2. Действие добавок......... 177
3.2.3. Особенности легирования марганцем .... 179
3.3. Керамика с добавками нитрида бора. Т. Сугияма 182 Литература............. 186
3.4. Пленочные позисторы. /С Кимура...... 187
3.4.1. Методы изготовления образцов..... 188
3.4.2. Влияние добавок, определяющих удельное сопротивление пленки......... 189
3.4.3. Зависимость удельного сопротивления от температуры ............ 189
3.4.4. Частотные характеристики....... 191
3.4.5. Вольт-амперные характеристики...... 192
3.4.6. Поверхность пленки под электронным микроскопом ............. 193
Литература............. 196
Глава четвертая. Применение позисторов...... 197
4.1. Использование позисторов для больших электрических
' мощностей. /С. Оно.............. 197
4.1.1. Элементы ограничения тока...... 197
325
4.1.2. Требования, предъявляемые к позисторам Дли элементов ограничения тока ...... 198
4.1.3. Работа позисторных элементов ограничения тока
в реальных условиях........ 199
4.1.4. Исследование позисторных элементов ограничения тока с помощью моделирования .... 203
4.1.5. Заключение . ,........... .. . . . 200
Литература . . . ............ 207
4.2. Использование .позисторов в цветных телевизорах.
Т. Киносита............ 207
4.2.1. Схемы размагничивания....... 208
4.2.2. Надежность и стабильность...... 212
4.3. Термосы с электропрдогревом фирмы «Насёнэру ко-хобин когё». X. Намба......... 213
4.3.1. Конструкции электронных термосов .... 213
4.3.2. Использование позисторов в электронных термосах ........, . 215
4.4. Применение позисторов в бытовых электроприборах фирмы «Токе сибаура дэнки». С. Каномата, Н. Итиносэ 217
4.4.1. Основные типы позисторов, применяемых в бытовых электроприборах........ 217
4.4.2. Электронные жаровни «котащу» . . . . 219
4.4.3. Электронагреватель для ног...... 221
4.4.4. Электронная грелка........ 223
4.4.5. Вентиляторы ... ....... 224
4.5^ Позисторная керамика сотовой структуры и ее применение. Н. Ямамото, С. Вада........ 225
4.5.1. Способы изготовления сотовых нагревателей . . 226
4.5.2. Конструкция сотового нагревателя .... 229
4.5.3. Тепловые характеристики сотового нагревателя 230
4.5.4. Специфические свойства сотового нагревателя . 234
4.5.5. Применение сотовых нагревателей .... 234
Литература............. 236
4.6. Использование позиеторного эффекта в полупроводниковой керамике на основе титаната бария. С. Асахи,
Т. Описи............. 237
4.6.1. Открытие титаната бария и его позиеторного эффекта . . . . . . '...... 237
4.6.2. Позисторы ........... 238
4.6.3. Применение позисторов....... 240
4.6.4. Зависимость характеристик позисторов от напряжения . . . . , •...... 243
Литература.............247
ОДА
лава пятая. Разработки японских фирм в области позисторов 248 5.1. Позисторы фирмы «Мацусита дэнки» X. Мифунэ,
К. Исикава............248
5.1.1. Общие сведения о позисторах......248
5.1.2. Конструкция и основные характеристики позисторов ............249
5.1.3. Использование позисторов.......250
5.2. Материалы фирмы «Токе дэнки кагаку». М. Оба,
К. Умэтани............257
5.2.1. Действие микродобавок и атмосферы обжига . 257
5.2.2. Материалы, их характерные особенности и применение ...........259
5.3. Позисторы фирмы «Мурата сэйсакудзё». X. Имамура,
М. Тамада............262
5.3.1. Позисторы фирмы ......... 262
5.3.2. Примеры практического применения позисторов 263 5.4. Разработки фирмы «Тайё юдэн». С. Асахи, Я. Симидзу,
Т. Сакаэ.............268
5.4.1. Особенности разработанных позисторов . . . 268
5.4.2. Термостаты...........270
5.4.3. Другие примеры использования позисторов фирмы «Тайё юдэн» ........275
Литература .............275
5.5. Разработка фирмы «Нихон кондэнса». С. Миура,
М. Ито.............275
5.5.1. Общие сведения об элементах.....275
5.5.2. Типовые параметры........277
5.5.3. Использование позисторов для автоматического размагничивания в цветных телевизорах . . . 278
5.5.4. Применение позисторов для тепловых регуляторов 279
Глава шестая. Литература и патенты по позисторам . . . 279 ь 6.1. Библиография по полупроводникам на основе тита-
^ ната бария. К. Тоёда.........279
с 6.2. Патентный обзор по позисторным материалам.
К. Окахаси .......... 281
6.2.1. Изобретения, предметом которых являются полупроводниковые свойства титаната бария . . . 282
6.2.2. Изобретения, предметом которых является улучшение электрических характеристик позисторной
керамики........... 287
6.2.3. Изобретения, предметом которых является повышение ПТКС..........289
6.2.4. Изобретения, предметом которых является улучшение прочих характеристик полупроводниковой керамики...........*2г.
I 6.2.5. Сводка патентов......... ?;?
I Список литературы............ oVg
| Сводный указатель литературы № 1....... 32Q
Сводный указатель литературы № 2 ....•••
' -......-- 3??
Цена: 150руб.
