Низкочастотный керамический конденсатор Советский патент 1992 года по МПК H01G4/12 

Изобретение относится к конденсаторам и может быть использовано в радйоэлектронной аппаратуре шир0|кого Назначения ;

Известные низкочастотные керамические конденсаторы, содержащие nnoci e обкладки с размещенным между ними диэлектриком (сегнетоэлектрйческой керами кой) и выводы, обладают высоким температурным коэффициентом емкости. Для конденсаторов группы ИЗО, НВО.Ш Н90 относительное изменение емкости От температуры лежит в пределах 30--90% в рабочем интервале температур bt -60 5i6

;+85°С..- , /- .. , .::-:

J Цель изобретения -уменьшение температурного коэффициента изменения еМко1сти. -.. , . ,

; Указанная цель достигается тем, что в i низкочастотном керамическом кондеисаго;ре, содержащем плоские обкладки с размещенным Между ними диэлектриком и выводы, обкладки выполнены из оксида ванадия (И) или оксида ванадия (И1) с легирующей Добавкой с члзменяющимся соотношением между оксидом ванадия (II) или оксидом ванадИя (Ш) и легирующей добавкой вдоль плоскости обкладок по линейному, логарифмическому или экспоненциальному закону, причем в качестве легирующей добавки используют 3-d, 4d, 5-d или 5-f элементы Периодической системы. Изменение соотношения между оксидом ванадия (I) или оксидом ванадия (IK) и легирующей добавкой вдоль плоскости обкладок по линей11)ому, логарифмическому или экспоненциальному закону осуществлено при концентрации легирующей добавки от 0,001 до 3; от 0,001 до 9 или от 0,001 до 5 ат.% соответственно.

: В связи с тем, что в плоскости обкладок конденсатора создан градиент концентрации примеси, при определенной температуре часть обкладок будет находиться в металлической фазе . С изменением температуры площадь металлической части обкладок будет изменяться, что приведет к изменению емкости конденсатора. Изменяя концентрацию примеси в плоскости обкладок конденсатора по определённому закону, получают конденсатор, емкость которого слабо зависит от температуры.

На фиг. 1 и 2 схематически изображен предлагаемый конденсатор; на фиг. 3 - график, характеризующий закон изменения концентрации легирующей добавки (ниобия) вдоль плоскости обкладокконденсатора,

Конденсатор содержит диэлектрик 1, плоские обкладки 2, контактные площадки 3 для пайки выводов.

Пример 1. На керамическую пластину размером 11,5x10x0,25, изготовленную из диэлектрика 1, применяемого в конденсаторе К10-7В группы Н70. методом напыления от двух источников, смещенных относительно друг друга, наносят обкладки 2 из двуокиси ванадия с примесью ниобия и контактные площадки 3 из серебра для пайки выводов, Концентрация ниобия подлине обкладок конденсатора изменяется от 0,001 до 9 ат.% по закону, указанному на фиг. 3. Нижний предел концентрации ниобия обусловлен измерительйьгми возможностями аппаратуры при микрорентгеноспектральном анализе. При концентрацим примеси выше 9 ат.% температурный фазовый переход металл- диэлектрик менее ярко выражен. Изготовленный конденсатор имеет емкость 12000 п Ф при 20G. Относительное изменение емкости от температуры непревышает 5% в диапазоне температур от -15 до+65°С.

Для конденсаторов, работающих в других диапазонах температур, возможно использование для обкладок конденсатора оксида ванадия (II) с примесью вольфрама Vi-xWx02 (при 0,01 X 5,2 ат,% температура фазового перехода лежит в пределах от -70 до +65°С) или оксида ванадия (III) с при месью титана ()203 (при 0.014 х 6. ат. % температура фазового перехода лежит а пределахот-200до-120°С).

В примерах 2-4 конденсатор изготавливают по технологии примера 1.

П р и м е р 2. В качестве диэлектрика используют керамику СаТЮз, диэлектрическая проницаемость которой при 100-150 К постоянна и равна 100.

Обкладки наносят из V203, легированной титанаом. Концентрация титана по длине обкладок изменяется от 0,001 до 9 ат.% по логарифмическому закону

п 6 In (2 - -),

Xm

где k - длина обкладки для заданной концентрации п;г

хт - максимальная длина обкладки.

Поскольку фазовый переход V203 с концентрацией титана от 0.001 до 9 ат.% происходит в диапазоне температур 100-150 К по закону

Т(п1-(150-1рП)К.

изменение емкости С от температуры в данном случае будет происходить по экспоненциальному закону

. .. 150-т . /

С Со(2-е ; ).

где Со - емкость конденсатора, когда его обкладки полностью металлические.

П р и м е р 3. В качестве диэлектрика используют керамику СаТЮз, диэлектриче-. екая проницаемость которой при 200-%J40 К постоянна и равна 100. Обкладки наносят из VO2. легированной вольфрамом. Концентрация вольфрама по длине обкладок изменяется от 0.001 до 5 ат.% по экспоненциальному закону. N,. Ъ(;.; i

п 4( -1). :

где X - длина обкладки для заданной концент|)ации

Хт - максимальная дя1ина обкладки.

С учетом того, что фазовый переход VO с концентрацией вольфрама от 0,001 до ат.% проис} ОДит в диапазоне температур 200-340 К по закону

Т(п)(340-28п)К,,I

изменение емкости С от температуры в данном случае будет прюисходить по логарифмическому закону

г г U у340-Т . /ч С Со In ( . -)

где Со - емкость конденсатора, когда его обкладки полностью металлические.

При мер 4. В качестве диэлектрика используют керамику СаТЮз, обкладки наносят из V02 с примесью церия. Концентраиия церия по длине обкладок изменяется от 0,001 до 3 ат.% по линейному закону

n-3f,

Xm;

где xm - как указано выше.

Изменение емкости С конденсатора от температуры в диапазоне 300-340 К происходит по линейному закону

с-СоМ.

Предлагаемый низкочастотный керамки ческий конденсатор имеет относительное

изменение емкости от TeMnepatypw значительно ниже, чем у конденсаторов группы Л70 и у конденсаторов группы ИЗО, Н50. и удельную емкость, близкую к удельной емкости конденсаторов группы Н70 и большую удельную емкость, чему конденсаторов групп ИЗО, Н50.i

формула изобретения 1. Низкочастотный керамический конденсатор. содер)кащий плоские обкладки с размещенным между ними диэлектриком и выводы, отличающийся тем, что, с целью уменьшения температурного коэффициента изменения емкости, обкладки выполнены из оксида ванадия (II) или дксида ванадия (III)с легирующей добавкой с изме|1яющимся соотношением между оксидом ванадия (И)или оксидом ванадия (III) и легирующей добавкой вдоль плоскости обклад«и По линейному, логарифмическому или «кепоненциалЬному закону.

2 Конденсатор по п. t; отличающийся тем, Mto в качестве легирующей добавки используют 3-d. 4-d, 5-d или 5-f элементы Периодической системы,

3. Конденсатор по пп. 1 и 2. о т л и ч аю щ и и с я тем, что изменение соотношения

между оксидом ванадия (II) или оксидом ванадия (III) и легирующей добавкой вдоль плоскости обкладок по линейному закону осуществлено при концентрации легирующей добавки от 0,001 до .3 ат.%.

4. Конденсатор по пп. 1 и 2, 6 т л и ч аю щ и и с я тем, что изменение Соотношения между оксидом ванадия (II) или оксидом ванадия (1И) и легирующей добавкой вдоль плоскости обкладок по логарифмическому

закону осуществлено при концентрации легирующей добавки от 0,001 до 9 ат.%. . 5. Конденсаторпо пп. 1 и 2, О т л и ч аio щ и и с я тем, что изменение соотношения

между оксидом ванадия (И) или оксидом ванадия (ill) и легирующей добавкой вдо}Ц плоскости обкладок по экспоненциальному закону осуществлено при коНцентрации легирующей добавки от О.р01 дО 5 ату%.

Изобретение относится к конденсаторам и может быть использовано в радиоэлектронной аппаратуре широкогоприменения. Цель изобретения - уменьшение температурного коэффициента изменения емкости. На керамическую пластину, изготовленную из диэлектрика, например СаТЮз. наносят обкладки из оксида ванадия (I!) или оксида ванадия (III) с примесью ниобия. Концентрацию ниобия по длине обкладок конденсатора изменяют от 0,001 до 9 ат.% по логарифмическому закону. В качестве примеси может быть использована легирующая добавка 3-d, 4-d. 5-d или 5-f . элемёнтаПериодической системы. Изменение соотношения между оксидом ванадия (П) или оксидом ванадия (III) и легирующей добавкой может также осуществляться по линейному или экспоненциальному закону. 4 з.п. ф-ль», 3 ил.

f .

J

./

Ш:1

Г Г

О

XtftH

Ю

6 tetJ