DE1640239C3 - Keramischer Sperrschicht-Kondensator - Google Patents
Keramischer Sperrschicht-KondensatorInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Sperrschicht-Kondensator mit einem Körper aus einem, eine hohe Dielektrizi
tätskonstante aufweisenden keramischen Material als Dielektrikum, das infolge einer Reduzierung Halbleitereigenschaften aufweist und auf dem unter Bildung einer
Sperrschicht elektrisch leitende Elektroden befestigt sind, enthaltend halbleitendes Bariumtitanat und in
geringerem Anteil Wismuttrioxyd.
Ein solcher Sperrschicht-Kondensator ist bekannt aus der DE-AS 1219 590. Der bekannte Kondensator
verfügt über eine das Dielektrikum bildende Keramik auf der Basis von Bariumtitanat, die einen Zusatz von
Wismutoxyd enthält Auf diese Weise gelingt die Erhöhung des Isolationswiderstands des Kondensators.
Nachteilig ist jedoch, daß der bekannte Kondensator keine sehr hohe Kapazität pro Flächeneinheit entwikkeln kann.
Bekannt ist weiterhin aus den US-Patentschriften 25 20 376, 30 80 239 und 32 21228 die Herstellung
keramischer Dielektrika, die jedoch für Sperrschicht-Kondensatoren nicht geeignet sind und zu einer
anderen Kategorie als der zu den Halbleiterschaltungselementen zu rechnenden Sperrschicht-Kondensatoren
gehören.
Allgemein ist es bekannt, Bariumtitanat und feste
Lösungen verschiedener Zusätze in Bariumtitanat zur Herstellung dielektrischer Körper für qualitativ hochwertige und stabile Kondensatoren zu verwenden. Es ist
auch bekannt, bei einer weiteren Gattung von Bariumtitanat-Kondensatoren das Bariumtitanat teilweise zu reduzieren, so daß es halbleitend wird, worauf
elektrisch leitende Elektroden so aufgebracht werden, daß sich eine elektrische Sperrschicht bildet Solche
Kondensatoren verfügen zwar über verhältnismäßig große Kapazitäten pro Flächeneinheit sie sind jedoch
nicht ausreichend stabil und ändern ihre Eigenschaften in Abhängigkeit von Schaltungsparametern und den
Umgebungsbedingungen. Solche Kondensatoren sind im übrigen in der US-PS 28 41 508 beschrieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend
von einem Sperrschicht-Kondensator der eingangs beschriebenen Gattung diesen dahingehend zu verbessern, daß bei Beibehaltung der Stabilitätseigenschaften,
nämlich geringer Verlustfaktor, kleiner Ableitungswiderstand und geringer Temperaturgang, ein hoher
Kapazitätsbelag pro Flächeneinheit erzielt wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung daher aus von dem eingangs genannten Sperrschicht-Kondensator und ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch
einen weiteren geringeren Anteil eines Materials, das aus einer ersten Gruppe, bestehend aus Niobpentoxyd,
Titanaten Seltener Erden, Oxyden Seltener Erden, Tantaipentoxyd und Mischungen dieser Bestandteile
ausgewählt ist.
Vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Sperrschicht-Kondensator, daß es gelingt, über einen extrem
breiten Temperaturbereich eine im wesentlichen stabile Kapazität zu erzielen, wobei die Kapazität pro
Einheitsfläche vergrößert und der Ableit- oder Leckwiderstand verringert ist
Der erfindungsgemäße Sperrschicht-Kondensator ermöglicht eine einfache Herstellung, wobei die
Bestandteile des Dielektrikums gemischt und teilweise reduziert werden; dabei werden die mit einem
organischen Bindemittel vermischten Bestandteile des Dielektrikums zuerst bei Temperaturen zwischen 1260
und 1350° C in einer nichtreduzierenden Atmosphäre und dann bei ungefähr 1093° C in einer reduzierenden
Atmosphäre gebrannt, Worauf unter Bildung von Sperrschichten die elektrisch leitenden Elektroden
aufgebracht werden.
Im folgenden werden einige besonders vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, und
zwar im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der die verschiedenen Figuren folgendes zeigen
Fig. 1 ein Diagramm über den Zusammenhang zwischen Umgebungstemperatur und Kapazität dreier
typischer, als Ausführungsbeispiele beanspruchter Kondensatoren,
Fig.2 ein Diagramm über die Abhängigkeit der
Kapazität und des Verlustfaktors von der Frequenz des angelegten Signals und
Fig.3 ein Diagramm über den allgemeinen Zusammenhang
zwischen der angelegten Spannung (Wechsel- und Gleichspannung) und der Kapazität typischer, als
Ausführungsbeispiele beanspruchter Kondensatoren.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel enthält der dielektrische Körper als Hauptbestandteil Bariumtitanat
(BaTiO3). Die wichtigsten Zusätze sind Wismuttrioxyd
(B12O3) und Niobpentoxyd (Nb2Os). Zweckmä-Big
ist es ferner, geringe Mengen von Titanaten Seltener Erden beizufügen, und zwar vorzugsweise gemäß
folgender Zusammensetzung:
BaTiO3 95,0%
Bi2O3 3,0%
Nb2Os 1.0%
Titanate Seltener Erden 1,0%
25
30
Bei dem zuletzt erwähnten Bestandteil kann es sich um ein Titanat irgendeiner Seltenen Erde handeln,
bevorzugt wird jedoch eine geglühte Mischung verschiedener Oxyde Seltener Erden mit Titandioxyd.
Eine gut verwendbare Mischung aus Oxyden Seltener Erden wird üblicherweise als Didymoxyd bezeichnet
und ist im Handel erhältlich. Es können aber die verschiedensten Mischungen der Oxyde Seltener Erden
Verwendung finden, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 25 20 376 beschrieben sind.
Die Herstellung des vorstehend beschriebenen dielektrischen Körpers sowie seine Weiterverarbeitung
zu einem Kondensator geschieht zweckmäßigerweise wie folgt: Die Rohstoffe werden zusammengegeben und
naß gemeinsam während ungefähr vier Stunden ,45 gemahlen; dann wird der Brei bei ca. 120° C getrocknet.
Nach dem Pulverisieren der Bestandteile werden sie mit einem geringen Anteil eines organischen Bindemittels
vermischt, und diese Mischung wird mit Hilfe eines Siebes granuliert Hieraus läßt sich durch Pressen die
richtige Form des gewünschten dielektrischen Körpers herstellen, und bei einem Ausführungsbeispiel wurden
Scheiben mit 15,2 mm Durchmesser und ungefähr 7,6 mm Dicke gefertigt, die, eingegraben in Zirkouerdesand,
in einem elektrischen Ofen bei 1260—135O0C
gebrannt wurden.
Es schließt sich ein weiterer Brennvorgang der Scheiben in einer reduzierenden Atmosphäre an.
Zeitdauer und Temperatur dieses zweiten Brennvorganges haben wesentlichen Einfluß auf die elektrischen
Parameter des Bauelements, und mit ihrer Hilfe läßt sich Kapazität, Ableitungswiderstand und Temperaturkoeffizient
od. dgl. verändern. Als besonders zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn der zweite Brennvorgang in
einer ungefähr 10% H2 enthaltenden Atmosphäre bs
während 4 Stunden bei ungefähr 1093°C durchgeführt wird.
Schließlich werden die beiden Hauptoberflächen des dielektrischen Körpers mit einer Silber und ein
glasartiges Bindemittel enthaltenden Farbe überzogen, worauf diese Silberelektroden in einem Ofen bei
ungefähr 900" C während 30 Min. eingebrannt werden.
Die mit Hilfe der Zusammensetzung gemäß Beispiel A und dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellten
Erzeugnisse wiesen die folgenden elektrischen Parameter auf:
Kapazität:
Verlustfaktor:
Verlustfaktor:
Kapazitätsänderung
bei einem MHz:
bei einem MHz:
Ableitungswiderstand:
0,0465 μΡ/cm2
3,1% bei IkHz
7,0% bei 1 MHz
3,1% bei IkHz
7,0% bei 1 MHz
12,5% des Kapazitätswertes bei 1 kHz
470 ΜΩ bei 25 Volt
470 ΜΩ bei 25 Volt
Dabei ist die äußere Form des so hergestellten Kondensators beliebig; es können auch kompliziertere
Kondensatorformen durch die Anordnung mehrerer Elektroden gebildet werden.
Diese Eigenschaften gehören nicht zum dielektrischen Körper allein, sondern zum gesamten System aus
dielektrischem Körper und aufgebrannten Elektroden. Beispielsweise hätte der reduzierte Titanatkörper allein
einen wesentlich geringeren Widerstand als den vorstehend angegebenen, sofern eine Messung so
durchgeführt würde, daß keine elektrostatischen Sperrschichten auftreten. Es wird angenommen, daß der
teilweise reduzierte Körper als Halbleiter wirkt, der eine elektrostatische Sperrschicht in der Nachbarschaft
der Elektrode aufbaut, die stets negativ gepolt ist. Diese
elektrostatische Sperrschicht ist extrem dünn und stellt das wirksame Dielektrikum dar, das zu der außerordentlich
hohen Dielektrizitätskonstante und zum hohen Ableitungswiderstand führt.
Abgesehen von den vorstehend erwähnten Eigenschaften weisen Bauelemente gemäß Beispiel A eine
ganz außerordentliche Temperatur- und Frequenzstabilität auf. Die Kapazitätsänderungen in Prozent der
Gesamtkapazität bei Temperaturänderungen zwischen -55°C und +1500C zeigt die Fig. 1. Die mit A
bezeichnete Kurve stellt die Änderungen eines Erzeugnisses gemäß Beispiel A dar, und aus dieser Kurve sind
die erheblichen Verbesserungen gegenüber den seither bekannten Sperrschichtkondensatoren ersichtlich.
Der obere Teil der F i g. 2 zeigt die Änderungen der Kapazität in Abhängigkeit von der Frequenz bei
typischen Bauelementen der im Beispiel A angegebenen Zusammensetzung, und zwar zeigt die ausgezogene
Kurve 10 ein ganz typisches Verhalten, wohingegen die gestrichelt dargestellten Kurven 12 und 14 obere und
untere Extremwerte zusammenfassen. Der untere Teil der F i g. 2 zeigt die Abhängigkeit des Ableitungswiderstandes
von der Frequenz, wobei die Kui ve 16 typische Werte zusammenfaßt.
Die Fig.3 schließlich stellt die Abhängigkeit der
Kapazität von der Höhe der angelegten Wechsel- und Gleichspannung dar. An sich sollte angenommen
werden, daß die effektive Kapazität eines Sperrschichtkondensators ganz erheblich von der angelegten
Spannung abhängt, da die Sperrschicht ja elektrostatischer Natur ist. Überraschenderweise weisen jedoch die
aus billigen Grundmaterialien hergestellten Kondensatoren eine ganz unerwartete Stabilität bezüglich der
Änderungen der angelegten Spannungen auf. Die oberen Kurven in F i g. 3 zeigen die Abhängigkeit der
Kapazität von der angelegten Gleichspannung, wobei die Kurve 18 die Werte eines typischen Bauelementes
zusammenfaßt, wohingegen die gestrichelt dargestellten Kurven 20 und 22 obere und untere Extremwerte
zeigen. Die unteren Kurven 24, 26 und 28 zeigen obere Extremwerte, typische Werte und untere Extremwerte
der Kapazität in Abhängigkeit von der Höhe einer angelegten Wechselspannung.
Die vorstehend beschriebenen elektrischen Parameter
sind völlig ungewöhnlich für Sperrschichtkondensatoren bzw. aus reduzierten Titanaten hergestellte
Kondensatoren und sind ganz offensichtlich das Ergebnis einer einzigartigen Kombination billiger
Bestandteile.
Bis jetzt wurden Ausführungsbeispiele mit ganz bestimmten Zusammensetzungen und Herstellungswerten
beschrieben. Es hat sich jedoch gezeigt, daß die erwünschten, vorteilhaften Eigenschaften auch noch
dann erzielt werden können, wenn die Anteile und Herstellungsparameter innerhalb gewisser Bereiche
liegen. Die dielektrischen Körper sollten jedoch mindestens einen Bestandteil aus jeder der beiden im
folgenden angegebenen Gruppen innerhalb der angegebenen Mengenbereiche enthalten:
Erste Gruppe
Bestandteil
3 Bi2O3 · 4 ZrO2
Bi2O3 ■ 3 SnO2
Bi2O3 ■ 3 SnO2
Ungefähre Bereiche
in Gewichtsprozent
in Gewichtsprozent
3-6
4-8
| Mischungen aus Titanaten | 0,1-3 |
| Seltener Erden | |
| Mischungen aus Oxyden | 0,1-1,5 |
| Seltener Erden | 0,1-3 |
| Nb2O5 | 0,1-1,5 |
| Ta2O5 | 0,1-1,5 |
| La2O3 | |
| Zweite Gruppe | Ungefähre Bereiche |
| Bestandteil | in Gewichtsprozent |
| 2-6 | |
| Bi2O3 | 4t-8 |
| Bi2O3 · 2 TiO2 | |
Es wurde festgestellt, daß im allgemeinen die Zusätze aus der zweiten Gruppe die erwünschten Temperatureigenschaften
bestimmen, die in Fig. 1 dargestellt und
ίο vorstehend beschrieben worden sind. Ferner wurde
ermittelt, daß die Einhaltung der genauen stöchiometrischen Verhältnisse, wie sie die Formeln der zweiten
Gruppe festlegen, nicht unbedingt erforderlich ist. Die einzelnen Bestandteile können auch in Form von
Oxyden beigegeben werden, solange nur ungefähr die angegebenen Moiekuiargewichtsverhäitnisse eingehalten
sind, und es ergeben sich dann dieselben guten Ergebnisse.
Die Bestandteile der ersten Gruppe beeinflussen die Halbleitereigenschaften, die sich beim Reduzieren der Mischung ergeben, und außerdem ändern diese Zusätze bei vorgegebenen Verfahrensbedingungen auch die Eigenschaften des Endprodukts. Eine Erhöhung des Anteils der Zusätze aus der ersten Gruppe führt zu einer Erhöhung der Kapazität pro Flächeneinheit und zu einer Verminderung des Ableitungswiderstandes.
Die Bestandteile der ersten Gruppe beeinflussen die Halbleitereigenschaften, die sich beim Reduzieren der Mischung ergeben, und außerdem ändern diese Zusätze bei vorgegebenen Verfahrensbedingungen auch die Eigenschaften des Endprodukts. Eine Erhöhung des Anteils der Zusätze aus der ersten Gruppe führt zu einer Erhöhung der Kapazität pro Flächeneinheit und zu einer Verminderung des Ableitungswiderstandes.
Zusätzlich zu den Bestandteilen der ersten und zweiten Gruppen wird zweckmäßigerweise noch ein
kleiner Anteil an Bleititanat (PbTiO3) zugefügt, wodurch
sich die Mischung besser brennen läßt und schon bei niederem Brenntemperaturen zu einem dichteren
Endprodukt führt; besonders vorteilhaft ist es, wenn zwischen 0,1 und 4 Gewichtsprozent Bleititanat
beigefügt sind.
In der folgenden Tabelle sind einige repräsentative Beispiele von dielektrischen Körpern aufgeführt, deren
Zusammensetzung innerhalb der zuvor erläuterten Bereiche liegt; die Tabelle gibt die Anteile der
Bestandteile in Gewichtsprozent an.
Beispiel BaTiOs
Ii
a) B12O3
b) B12O3 · 2 T1O2
c) B12O3 ■ 3 SnO2
(a) SnCh
(b) NbzOs
a) Ta2Os
'bj La2O3
c) RET*)
'bj La2O3
c) RET*)
a) REO**)
b) PbTiO3
) 3 B12O3 · 4 ZrO2
R
S
T
U
V
W
S
T
U
V
W
| 95,0 | (a) | 3,0 |
| 95,5 | 3,0 | |
| 94,5 | 3,0 | |
| 94,0 | 3,0 | |
| 94,5 | 3,0 | |
| 93,5 | 4,0 | |
| 91,5 | 6,0 | |
| 92,0 | 6,0 | |
| 91,0 | 6,0 | |
| 97,0 | 2,0 | |
| 96,0 | 3,0 | |
| 95,0 | (b) | 4,0 |
| 93,0 | 6,0 | |
| 95,0 | 3,0 | |
| 94,0 | 3,0 | |
| 95,0 | 4,0 | |
| 93,0 | 6,0 | |
| 91,0 | 8,0 | |
| 93,5 | 6,0 | |
| 92,0 | 6,0 | |
| 91,0 | 6,0 | |
| 90,0 | 8,0 | |
| 89,0 | 8,0 | |
| 1,0 | (C) | 1,0 |
| 1,0 | 0,5 | |
| 1,0 | 1,5 | |
| 2,0 | 1,0 | |
| 2,0 | 0,5 | |
| 2,0 | 0,5 | |
| 2,0 | 0,5 | |
| 2,0 | — | |
| 3,0 | — | |
| 1,0 | — | |
| 1,0 | — | |
| 1,0 | — | |
| 1,0 | _ | |
| 2,0 | — | |
| 3,0 | ||
| 1,0 | ||
| 1,0 | ||
| 1,0 | — | |
| 0,5 | — | |
| 2,0 | — | |
| 3,0 | — | |
| 2,0 | ||
| 3.0 | ||
| I-ortsi/I | /UlIL' | HiiTiOi |
| Beispiel | 93.5 | |
| X | 91.0 | |
| Y | 91,0 | |
| Z | 40.0 | |
| AA | 91.5 | |
| HB | 91,0 | |
| CC | 90.5 | |
| DD | 91.0 | |
| IT: | 90,5 | |
| ΓΙ" | 93.5 | |
| GG | 91.5 | |
| HH | 87.5 | |
| Il | 90.5 | |
| J] | 93.0 | |
| KK | 90.0 | |
| LL | 94.0 | |
| MM | 91,0 | |
| NN | 93,0 | |
| OO | 93.0 | |
| PP |
| (a M |
BhO. |
| (C) | BiOi · 2TiO |
| (a) | BbO)·3SnO |
| 4.0 | |
| (c) | 8.0 |
| (c) | 6,0 |
| 6,0 | |
| (a) | |
| (c) | |
| (C) | 3.0 |
| (c) | 3,0 |
| 3,0 | |
| 3,0 | |
| 3.Ü 3,0 |
|
| 3,0 | |
| 3.0 | |
| 3,0 | |
| 3,0 | |
| 4,0 | |
| 4,0 | |
| 4,0 |
(a) SnO:
(li) NIvO".
(li) NIvO".
Ib) 0.5
(b) 3.0
| 3,0 | |
| XO | |
| 3.0 | |
| 3,0 | |
| (a) | 3,0 |
| 1.5 | |
| 1,5 | |
| 4,5 | |
| 1,5 | |
| (b) | 1,0 |
| (b) | 1,0 |
| (b) | 1,0 |
| 1 | IiO, | |
| (W | I. | pOi |
| (0 | R | :■!■·) |
| 2,0 | ||
| (C) | 1,0 | |
| 1.0 | ||
| 1,5 | ||
| (a) | 0,5 | |
| (b) | 1.0 | |
| (b) | 1.5 | |
| 2.0 | ||
| 2,0 | ||
| 1,0 | ||
| (C) | 1.0 | |
| 1.0 | ||
| 2,0 | ||
| 2,0 | ||
| 1,0 |
(a) RFO") (h) PbTiOi
ι) 3BiX)i · 4 ZrO.·
(b)
(b)
(C)
2,0 2,0 2,0 2.0 2,0 1,0 1,0
2,0 4,0 4,0 2,0 4.0
4,0 6,0 3,0
*) Ri-T = Titanate Seltener Erde.
") RIX) = Oxyde Seltener Erden.
") RIX) = Oxyde Seltener Erden.
Die elektrischen Eigenschaften der vorstehend erläuterten Beispiele sind ähnlich denjenigen des
Beispiels A und in der folgenden Tabelle zusammengefaßt; in dieser enthält die Spalte I die Bezeichnungen der
Beispiele, die Spalte II führt die Kapazitäten in μ¥/αη2
auf, die Spalte III enthält die Verlustleistung in Prozent bei einem kHz, die Spalte IV enthält die prozentualen
Verlustleistungen bei einem MHz, die Spalte V enthält die Abnahme der Kapazität bei einem MHz in Prozent
des Kapazitätswertes derselben Probe bei einem kHz (Δ C/C), Spalte VI enthält den Ableitungswiderstand
sowie die Spannung, bei der er gemessen worden ist. und die Spalte VII führt schließlich die maximalen
Kapazitätsänderungen bei Umgebungstemperaturen zwischen — 55°C und + 1500C auf, und zwar in Prozent
des Kapazitätswertes bei 250C.
| I | Il | III | IV | V | Vl | (25 V) | VII |
| A | 0,046 | 3,1 | 5,4 | 12,5 | 470M | (25 V) | 21,7 |
| B | 0,034 | 3,0 | 4,7 | 11,3 | 685 M | (25 V) | 23,4 |
| C | 0,057 | 3,0 | 7,0 | 13,5 | 85 M | (20 V) | 163 |
| D | 0,045 | 4,0 | 18,6 | 18.3 | 252 K | (10 V) | 10,2 |
| E | 0,050 | 4,6 | 14,4 | 18,1 | 20M | (10 V) | 20^ |
| F | 0.043 | 4,3 | 17,3 | 19,2 | 2OM | (15 V) | 16,4 |
| G | 0,036 | 4,3 | 25,1 | 25,8 | 3M | (25 V) | 233 |
| H | 0,033 | 4,4 | 20,0 | 21,7 | 5M | (15 V) | 22,6 |
| I | 0,037 | 4,0 | 5,5 | 9,9 | 6M | (25 V) | 13,4 |
| ] | 0,029 | 5,0 | 13.0 | 19,7 | 5OM | (25 V) | 31,1 |
| K | 0,031 | 3,7 | 9,5 | 12,8 | 400M | (25 V) | 41,1 |
| L | 0,031 | 4,0 | 9,4 | 13,0 | 300 M | (25 V) | 28,7 |
| M | 0.039 | 3,1 | 6,0 | 8,5 | 550M | (15 V) | 22,0 |
| N | 0,045 | 4,6 | 7,0 | 10,0 | 8M | (10 V) | 19,2 |
| O | 0,039 | 4,0 | 6.2 | 9,1 | 1OM | (15 V) | 6.5 |
| P | 0,050 | 5,1 | 5,4 | 14,8 | 2,2 M | (15 V) | 363 |
| Q | 0.053 | 4,5 | 6,6 | 16,0 | 300K | (15 V) | 373 |
| R | 0,046 | 4,6 | 10,7 | 17,8 | 2,9 M | (15 V) | 382 |
| S | 0,057 | 4,6 | 7,4 | 20,1 | 2,OM | (12 V) | 53,1 |
| T | 0,042 | 4,7 | IU | 20,4 | 1,4 M | (10 V) | 323 |
| U | 0,039 | 4,9 | 19,7 | 203 | 2OM | (12 V) | !63 |
| V | 0.042 | 4,9 | 16,8 | 23,7 | 5M | (10 V) | 26^ |
| W | 0,037 | 4,8 | 35,2 | 31,9 | 2OM | (25 V) | 233 |
| X | 0,033 | 3,1 | — | — | 3000M | (25 V) | — |
| Y | 0,040 | 2,6 | — | — | 4600M | (25 V) | — |
| Z | 0,043 | 3,6 | — | — | 325 M | — | |
| I inlscl/ιιημ | 11 0,04b |
4,4 |
| I AA |
0,054 | 3,4 |
| BB | 0,051 | 4,4 |
| CC | 0,057 | 3,3 |
| DD | 0,037 | 3,6 |
| EE | 0,082 | 5,7 |
| FF | 0,046 | 6,4 |
| GG | 0,048 | 4,1 |
| HH | 0,048 | 3,5 |
| II | 0,037 | 4,4 |
| JJ | 0,051 | 2,4 |
| KK | 0,077 | 3,5 |
| LL | 0,067 | 5,1 |
| MM | 0,036 | 3,4 |
| NN | 0,053 | 3,7 |
| OO | 0,051 | 4,1 |
| PP |
IO
Vl
| 6 M | (25 | V) |
| 330 M | (25 | V) |
| 640 M | (25 | V) |
| 80M | (25 | V) |
| 1400 M | (25 | V) |
| 0,5 M | (15 | V) |
| 240 M | (25 | V) |
| 78 M | (25 | V) |
| 170M | (25 | V) |
| 340 M | (25 | V) |
| 1300 M | (25 | V) |
| 0,3 M | (15 | V) |
| 3.4 M | (15 | V) |
| 355 M | (25 | V) |
| 5 M | (25 | V) |
| 7 M | (25 | V) |
Für die vorstehend beschriebenen Beispiele sind die Temperatureigenschaften nicht vollständig angeführt,
jedoch zeigt die Kurve Oin F i g. 1 die Abhängigkeit der
Kapazität von der Temperatur für das Beispiel O, das keine Oxyde von Seltenen Erden enthält; die Kurve U
zeigt im Gegensatz hierzu den Verlauf für das Beispiel U, dessen Dielektrikum Titandioxyd (T1O2) enthält.
Im Handel erhältliche Mischungen aus Oxyden Seltener Erden führen zusammen mit Titanaten zu den
erwünschten Eigenschaften, und diese Mischungen können auch Titanate der Seltenen Erden mit
Ordnungszahlen zwischen 57 und 71 enthalten. Die wichtigsten Seltenen Erden, die bei den vorliegenden
Ausführungsbeispielen verwendet werden, sind Lanthan und Neodym.
Neben den vorstehend beschriebenen Silberelektroden können auch aus anderen Metallen wie Platin oder
Zink hergestellte Elektroden Verwendung finden, obwohl silberhaltige Elektroden /u bevorzugen sind.
ti kr/u 1 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Sperrschicht-Kondensator mit einem Körper aus einem, eine hohe Dielektrizitätskonstante
aufweisenden keramischen Material als Dielektrikum, das infolge einer Reduzierung Halbleitereigenschaften aufweist und auf dem unter Bildung einer
Sperrschicht elektrisch leitende Elektroden befestigt sind, enthaltend halbleitendes Bariumtitanat und in to
geringerem Anteil Wismuttrioxyd, gekennzeichnet durch einen weiteren geringeren
Anteil eines Materials, das aus einer ersten Gruppe, bestehend aus Niobpentoxyd, Titanaten Seltener
Erden, Oxyden Seltener Erden, Tantalpentoxyd und 1 s Mischungen dieser Bestandteile ausgewählt ist
2. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 1 mit
einem Anteil von 2 bis 6 Gew-% Wismuttrioxyd, 0,1 bis 3 Gew.-% Niobpentoxyd und 0,1 bis 1,5 Gew.-%
eines Titanate einer oder mehrerer Seltener Erden.
3. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Blei zwischen
0,lbis4Gew.-%.
4. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 1 mit einem Anteil von 3 Gew.-% Wismuttrioxyd und 3
Gew.-% Niobpentoxyd.
5. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er einen geringeren
Anteil eines aus einer zweiten Gruppe ausgewählten Materials enthält, diese umfassend Titandioxyd,
Zinndioxyd und Zirkondioxyd.
6. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Material der
zweiten Gruppe Titandioxyd ist und in einem solchen Anteil vorhanden ist, daß mit dem
Wismuttrioxyd die Bildung von Bi2O3 · 2 TiO2
möglich ist
7. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt an
Bi2O3 · 2 TiO2 zwischen 4 und 8 Gew.-% beträgt und
als Material der ersten Gruppe Niobpentoxyd in einem Anteil zwischen 0,1 und etwa 3 Gew.-%
vorhanden ist.
8. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an
Bi2O3 · 2 TiO2 6 Gew.-% und der Anteil von Niobpentoxyd 3 Gew.-% beträgt
9. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen geringeren Anteil an
Bleititanat.
10. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Bleititanat zwischen 0,1 und 4 Gew.-% beträgt
11. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an Wismuttrioxyd von 3 Gew.-%, an Niobpentoxyd von 1
Gew.-% und an Titanaten Seltener Erden von 1 Gew.-%.
12. Sperrschicht-Kondensator nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Bleititanat t>o
in einem Anteil zwischen 0,1 und 4 Gew.-% vorhanden ist.
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