Brevet FR2413766A1 — publié le 19790727

L' invention concerne une résistance dépendant de la tension et notamment le domaine de l'électronique. Les applications intéressantes de l'invention se trouvent dans le domaine des thermistors et leurs variantes, en parWiculier les varistors à oxyde de zinc. On connais déjà des varistors qui sont obtenus à partir de poudree métalliques qui contiennent-comme substance de baee, de l'oxyde de zinc et dans lequel se présente, entre deux graine voisins de substance de base, une phase intermédiaire formée d'oxyde métallique ou d'oxyde métallique mixte, qui provoque le développement de barrières électriques. La formation de cette microstructure est régalée par la composition chimique et par les conditions de fabrication et conduit, suivant les procédés connus, à une répartition statio- tique de la concentration des additifs et de structure des micro varistors unitaires. Le fait déterminant pour ce phénomène est qu'umefaible partie seulement des points de contact présents, entre les grains de la substance de base, contribue au maintien du varietor. Des difficultés particulières apparaissent dès lors pour la fabrication des dits varistors à faible tension de mise en oeuvre, parce que, avec la diminution nécessaire du volume du varistor, s'exercent fortement des oscillations de structure et de concentration. Ceci se manifeste surtout en ce que la tension de mise en oeuvre n'est pas réglable avec précision et se renforce en faisant apparaître des densités de courant élevées aux points de contact individuels, qui conduisent à un vieillissement anticipé de l'élément de construction. Le but de 1' invention consiste à proposer des hypothé ses de travail pour des résistances dépendant de la tension, simples à fabriquer, et qui soient réglables avec précision, même pour des tensions de mises en oeuvre inférieures à 15 Volts, en ce qui concerne leurs propriétés électriques. L'invention se propose essentiellement de former une résistance dépendant de la tension, constituée d'une substance de base en oxyde métallique semi-conductrice et d'une autre phase d'oxyde métallique ou d'oxyde mixte métallique, de telle sorte que les barrières formant la partie de la résistance dépendant de la tension, puissent autre définies, concernant le profil de concentration et régulées en fonction de leur nombre, de la grandeur des surfaces et de leur disposition. A cet effet, l'invention concerne une résistance caractérisée en ce que la substance de base et la phase d'oxyde métallique ou d 'oxyde mixte métallique sont formées chacune en macroéléments séparés, et qu' entre ces phases se trouve un domaine limite des phases avec un profil de concentration défini. Selon un mode d'exécution recommandé de l'invention, plusieurs macroéléments de la substance de base et de la phase d'oxyde métallique ou d'oxyde mixte métallique sont disposés en combinaison horizontalement et/ou verticalement. La structure des macroéléments est mono-cristalline, polycristalline ou amorphe La substance de base est constituée avantageusement de ZnO dopé. L'invention va être mieux comprise à l'aide des exemples non limitatifs suivants : EXEMPLE 1. L'exemple concerne un varistor, constitué d'un disque fritté en une substance de base dioxyde métallique semiconducteur, sur lequel se trouve un oxyde métallique mixte déposé sous forme de couche à l'état fondu. Le matériau de base et l'oxyde métallique mixte sont pourvus chacun d'un contact indiumgallium. Le matériau de base est de l'oxyde de zinx avec 0,5 % mol d'oxyde de cobalt, 0,5 % mol d'oxyde de titane et 0,25 % mol de bioxyde de manganèse. Le disque a un diamétre de 4 mm et une épaisseur de 0,8 mm. L'oxyde métallique mixte déposé est constitué de 71,5 % en poids d'oxyde de bismuth, 13,7 % en poids d'oxyde d'antimoine (III) et 14,8 % en poids d'oxyde de zinc. Ce varistor possède une caractéristique courant-tension non linéaire ayant les valeurs suivantes : U1 (I = 10-4 A) = 2,5 V ; U2 (I = 10 3A) = 2,8 V; et U3 (I = 10 2A) = 3,3 V. Cela correspond à un coefficient de non linéarité &alpha; (u2/u1) = 20,3 et o 3/U2) = 14. EXEMPLE 2 L'exemple concerne un varistor, d'une structure identique à celui décrit dans 'exemple 1, mais dont le matériau de base contient cependant, au lieu du bioxyde de manganèse, 0,5 % mol d'oxyde d'aluminium, Ce varistor possède une caractéristique courant-tension non linéaire ayant les valeurs suivantes : U1 - 2,7 V ; U2 = 3,2 V et U3 = 4,0 V ; = 13,2 ou 10,3. REVEND 10 AT 10 NS 1.- Résistance dépendant de la tension constituée d'un matériau de base en oxyde métallique semi-conducteur et d'une phase en oxyde métallique ou en oxyde métallique mixte, caractérisée en ce que la substance de base et la phase en oxyde métal Uque ou en oxyde métallique mixte, forment chacune des macroéléments séparés et, entre les deux, se trouve un domaine limite des phases avec un profil de concentration défini. 2.- Résistance dépendant de la tension conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que plusieurs macro éléments de la substance de base et de la phase en oxyde métallique ou en oxyde métallique mixte, sont disposés en combinaison horizontalement et/ou verticalement. 3.- Résistance dépendant de la tension conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la structure des macro éléments est monocristalline, polycristalline ou amorphe. 4.- Résistance dépendant de la tension, suivant la revendication i, caractérisée en ce que le matériau de base est ZnO dopé.