• Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering
• /
• v.4 no.4
• /
• pp.793-801
• /
• 2000

This paper presents the effect of lightning impulse current on ZnO varistors(390[V], 6.5[kA]) used in low-voltage AC mains as a protective device against transient overvoltages. The electrical characteristics of ZnO varistors are deteriorated by overtime impulse current, and a deteriorated ZnO varistor is brought to a thermal runaway and finally destroyed even in normal operating voltage. Therefore, it is important to estimate the changes of the electrical characteristics of ZnO varistors. A lightning impulse current standardized in IEC 61000-4-5 is applied to the varistors to accelerate deterioration, and the energy applied to the varistor at each time is about 12 [J]. In the experiment, various parameters such as leakage current, reference voltage are measured with the number of applied impulse current. Also, micro-structure changes of the varistors after applying the lightning impulse current of 200 times are compared. The electrical characteristics of the varistors are degraded by overtime impulse current, showing increase in leakage current and decrease in reference voltage.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2008.05a
• /
• pp.199-200
• /
• 2008

ZnO을 주원료로 하고 첨가제로 $Bi_2O_3$, $Sb_2O_3$, $Nd_2O_3$, CoO, $Cr_2O_3$, $MnO_2$, NiO를 고정한 후 $Y_2O_3$ 첨가량에 바리스터의 전기적 특성을 검토하였다. $Y_2O_3$ 첨가량이 증가할 수록 바리스터 전압이 직선적으로 증가함을 확인할 수 있으며 결정립계에 존재하는 스핀넬상에 $Y_2O_3$가 이차상으로 존재함을 확인 할 수 있었다. $Y_2O_3$ 첨가에 따라 ZnO 결정입자 성장을 방해하여 바리스터 전압을 증가시키는 반면 결정립의 크기를 불균일하게 하여 유전율을 감소시키고 유전손실은 증가함을 확인하였다. 본 연구 결과 $Y_2O_3$ 첨가로 바리스터 전압은 350 V/mm이상을 얻을 수 있으며 누설전류를 $1{\mu}A$이하로 하는 조성을 얻을 수 있었으며 소형 바리스터 제작이 가능함을 확인하였다.

• Electrical & Electronic Materials
• /
• v.6 no.1
• /
• pp.69-79
• /
• 1993

ZnO 바리스터는 전기전자 장치에 비이상적인 써어지 혹은 잡음신호가 침입하는 것을 막기위해서 폭넓게 사용되고 잇다. 많은 연구자들은 저전압 바리스터를 제조하기 위해서 요러가지 방법을 제시하였다. 그렇지만 그러한 방법들은 6V이하의 동작 전압을 갖는 바리스터를 제조하기는 어렵다. 본 연구에서는 새로운 3-성분 종입자법으로 제조한 바리스터의 전도특성을 보고하고자 한다. 온도범위 20-150.deg.C 및 전류 범위 $10^{-8}$~$10^{-1}$A/$cm^{2}$에서 관찰된 바리스터의 전도특성은 측정전류가 증가함에 따라서 다른 기구를 갖는 3개의 영역으로 구분되었다. 측정전류가 $10^{-3}$ A/$cm^{2}$이하인 경우에 오옴전도 혹은 누설전류 영역으로 해석 할 수 있었다. 측정 전류가 $10^{-3}$ A/$cm^{2}$ 부근에서는 이중 쇼트키 장벽에 의한 전도로 해석할 수 있었으며 또한 $10^{-3}$ A/$cm^{2}$ 이상의 전류 영역에서는 턴넬 전도 전류로 해석 할 수 있었다. 이상의 결과로 부터 3-성분 종입자법으로 저전압 바리스터를 제조하는 방법은 지금까지 보고된 어느 다른 방법보다도 우수하며 그 전도기구를 제시하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2007.07a
• /
• pp.244-245
• /
• 2007

본 논문은 적층 칩 바리스터의 외부단자 도금을 할 때 세라믹 표면에 절연성을 부여하기 위해 glass coating할 때 열처리 회수에 따른 전기적 특성을 연구하였다. 열처리 횟수의 증가에 따라 바리스터 전압의 변화는 크게 나타나지는 않으나 신리성에 영향을 미치는 누설전류 및 비직선계수는 열화되는 현상을 보이지만 glass coating을 통하여 전기 도금시 칩 바리스터 표면이 도금되지 않고 생산 할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.2138_2139
• /
• 2009

본 논문은 ZnO 바리스터에 10/350${\mu}s$ 서지전류를 인가하였을 때 서지전류의 크기와 인가횟수에 따른 바리스터의 제한 전압에 미치는 영향에 관한 것으로 동일한 사양의 시료에 서지의 크기를 다르게 하여 바리스터가 소손될 때 까지 인가하였으며 그 때의 전압을 각각 측정하였다. 그 결과 10/350${\mu}s$ 서지전류의 크기가 증가함에 따라 제한 전압의 크기는 증가하였고 바리스터가 소손되기까지의 서지인가횟수는 감소하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2005.07a
• /
• pp.328-329
• /
• 2005

ZnO 바리스터의 소결조건에 따른 바리스터 특성과 유전특성을 조사하였다. 소결조건에서 소결시간 및 시간에 따라 바리스터 전압의 변화를 볼 수 있었으며 적정소결온도에서 바리스터 전압 $V_{1mA}$ 및 $V_{10mA}/V_{1mA}$특성은 225 ~ 250. 0.85 ~ 0.9의 특성을 얻을 수 있었다. 특히, 유전특성의 경우 주파수에 따라 정전용량의 변화가 높은 온도에서 소결한 경우 높게 나타났으며 적정 소결온도에서는 유전율은 720 ~ 740, 유전손실은 2.5% 이하의 값을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.100-100
• /
• 2009

ZnO 바리스터는 정전기 및 순간적인 surge로부터 전자기기 및 전자회로 등을 보호하기 위해 개발된 전자 세라믹스 소재이다. 최근 전자기기 등의 고속통신 추세에 따라 ZnO 바리스터는 높은 비선형 특성과 함께 보다 낮은 유전율 및 유전손실 특성이 특별히 요구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 양산되고 있는 Bi-계와 Pr-계 ZnO 바리스터가 아닌 새로운 조성계를 이용하여 Y 첨가량(0.1~3.0 at%)에 따른 ZnO 바리스터의 전기적 특성과 유전 특성을 살펴보았다. 시편은 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여 $1200^{\circ}C$에서 3 시간 공기 중에서 소결하였으며, 소결 및 전기적 특성과 유전 특성(밀도, 미세구조, I-V 특성, 유전율, 유전손실, ZnO grain 비저항)은 FE-SEM, Keithley237, Agilent 4294a 및 Agilent 4991a 장비를 사용하여 Y 함량에 따른 ZnO 바리스터의 특성 변화를 고찰하였다. 그 결과, Y이 2.0 at% 첨가한 계의 바리스터 특성이 가장 우수하였다. 보다 구체적으로 살펴보면 다음과 같다. Y 함량이 증가함에 따라 상대밀도는 94~96%로 증가하였으며, 평균입경은 증가하였다. 또한 유전율은 580~215 (at 1 MHz)로 Y 함량이 증가할수록 낮아졌다. 이를 통하여 새로운 바리스터 조성계에서 Y의 첨가 효과에 대하여 논하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
• /
• 2010.06a
• /
• pp.310-310
• /
• 2010

ZnO 바리스터는 정전기 (ESD) 및 순간적인 써지(surge)로부터 전자기기 및 전자회로 등을 보호하기 위해 개발된 전자 세라믹스 소재이다. 최근 전자기기 등의 고속통신 추세에 따라 ZnO 바리스터는 높은 비선형 특성과 함께 보다 낮은 유전율 및 유전손실 특성이 특별히 요구되고 있다. 본 연구에서는 현재 양산되고 있는 Bi-계와 Pr-계 ZnO 바리스터가 아닌 새로운 조성계에 $Mn_3O_4$를 0.0~3.0 at% 첨가하여 소결 및 전기적 특성들 살펴보았다. 시편은 일반적인 세라믹 공정에 따라 제조하여 $1200^{\circ}C$에서 1 시간 공기 중에서 소결하였으며, 소결 및 전기적 특성과 유전 특성(밀도, 미세구조, I-V 특성, 유전율, 유전손실, ZnO 비저항)은 FE-SEM, Keithley237, Agilent 4294a 및 Agilent 4991a 장비를 사용하여 첨가제에 따른 ZnO 바리스터의 특성 변화를 관찰하였다. 그 결과 Mn이 0.2 at% 첨가한 계의 바리스터의 상대밀도는 95%, 비선형계수는 14, 유전율은 140 (at 1MHz), 손실값은 0.147 (at 1 MHz)를 나타내었다. 이를 통하여 새로운 바리스터 조성계에서 Mn의 첨가에 따른 효과에 대하여 논하였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.41 no.8
• /
• pp.605-609
• /
• 2004

The microstructure, electrical and dielectric characteristics of ZnO varistors were investigated at various metal oxide (NiO, MgO, and Cr$_2$O$_3$) additives. The average grain size was increased with addition of NiO while that was decreased with addition of Cr$_2$O$_3$-Thereby, the varistor voltage was higher in Cr$_2$O$_3$-added composition. Among varistors, the varistor added with Cr$_2$O$_3$ exhibited the highest nonlinearity, with 40.5 in the nonlinear exponent and 2.7 ${\mu}$A in the leakage current and its dielectric dissipation factor was relatively low value of 0.0589.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2009.07a
• /
• pp.1315_1316
• /
• 2009

ZnO는 비선형 전류전압 특성으로 인해 급작스런 과전류로부터 회로를 보호하는 바리스터로 널리 사용되고 있다. 이러한 바리스터의 전기적 특성 및 미세조직을 제어하기 위하여 다양한 첨가물을 넣은 ZnO 바리스터의 미세구조에는 대부분의 입자에 wurtzite 구조의 결정학적 극성이 바뀌는 inversion boundary (IB)가 존재한다. ZnO의 비선형 전류전압 특성이 반도성의 ZnO 입자간 계면에 형성되는 쇼트키 장벽에 기인함을 감안할 때 계면의 결정화학적 특성에 영향을 주는 IB에 대한 이해는 필수적이다. 본 연구에서 IB가 ZnO 바리스터의 성능에 미치는 영향을 규명하기 위하여 ZnO-$Bi_2O_3$에 각각 $Sb_2O_3$ 또는 $TiO_2$ 를 첨가하여 결정학적 특성이 서로 상반되는 IB를 유도하였고, 첨가량을 조절하여 모든 입자가 IB를 가지도록 하였다. 화학 에칭을 한 시편의 SEM 관찰을 통해 입자의 형상, 크기, 분포 및 IB의 결정학적 특성 등을 분석하였다. 각 시편의 바리스터 특성은 임피던스의 온도 의존성과 상온에서의 전류-전압 특성을 통해 평가하였다. 관찰된 전기적 특성들을 입내 IB의 결정학적 구조와 이로부터 결과되는 입계면의 극성의 차이를 통해 해석하고자 한다.