石英晶體介紹

石英晶體介紹石英(SiO2)由硅和氧兩種元素組成。石英晶體用于產(chǎn)生控制和管理所有通訊系統(tǒng)的頻率，是大多數(shù)鐘、手表、計(jì)算機(jī)和微處理機(jī)中的重要元件，也是現(xiàn)代電子技術(shù)不可或缺的一部分。根據(jù)不同用途，將石英晶棒按照特定的晶向切割成晶片，即可制成石英晶體。圖2和圖3給出了振動(dòng)切型、頻率變化及其特性。靛窣AH,ff寸皂靛窣AH,ff寸皂-40-200 2040608010D囹1 溫度00

Af/f0(IO"6)+100+75■+50■+25-25-50-75-100-125-150-175-225-250-275-300-325-35Q-375-375-80-6.0-40-20□+皿+4^1+6口城審100+口口頻率和溫度特性AT切型晶體石英晶片的一種特殊切割角度，其頻率的溫度特性非常優(yōu)異，見圖1不同切型晶體的頻率特性，見圖2晶體的切割角度及其振動(dòng)模式

見圖2和圖見圖2和圖3石英晶體元器件的等效電路一個(gè)產(chǎn)生主諧振頻率的石英晶體可以表達(dá)為一個(gè)等效電路---一般包括一個(gè)由電感、電容和電阻組成的串聯(lián)電路和一個(gè)與這個(gè)串聯(lián)電路并聯(lián)的電容，如圖所示。在這里，C0為是靜態(tài)電容，包括電極間的靜態(tài)電容和端子間的雜散電容。將石英晶體元器件視為一個(gè)電子和機(jī)械的振動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，L1和C1就是它的等效常數(shù)。由于這兩個(gè)常數(shù)取決于切型、切角、晶片尺寸和電極結(jié)構(gòu)等因素，并且可以反復(fù)調(diào)整，故而石英晶體元器件的精度可以做得很高。R1表示振蕩損耗，受切割方式、裝聯(lián)方式、晶片形狀和晶片尺寸的控制。L1是動(dòng)態(tài)電感，C1是動(dòng)態(tài)電容，R1是串聯(lián)電阻。石英晶體元器件的等效電路L1：動(dòng)態(tài)電感C1：動(dòng)態(tài)電容R1：諧振電阻，等效串聯(lián)電阻C0：靜態(tài)電容組成上述等效電路的L1,C1,R1和C0都是有關(guān)聯(lián)的，可以表達(dá)為下列方程式。下面是有關(guān)石英晶體特性的幾個(gè)方程式。fF-it （電谷比）專業(yè)術(shù)語★標(biāo)稱頻率該頻率特指晶體元器件的性能指標(biāo)，表示為MHz或KHz?！镱l率偏差標(biāo)稱頻率在一定溫度（一般是25°C）下的允許偏差，表示為百分?jǐn)?shù)（%）或百萬分之幾（ppm）?！镱l率穩(wěn)定性穩(wěn)定性是指標(biāo)稱頻率在一定溫度范圍內(nèi)的允許偏差，規(guī)定在25C下，此項(xiàng)偏差為0,以標(biāo)稱頻率的百分?jǐn)?shù)（%）或百萬分之幾（ppm）來表示。如前所述，這個(gè)參數(shù)與石英晶片的切角密切相關(guān)。★工作溫度范圍石英晶體元器件在規(guī)定的誤差內(nèi)工作的溫度范圍。★儲(chǔ)存溫度范圍晶體在非工作狀態(tài)下保持標(biāo)準(zhǔn)特性的溫度范圍?！镓?fù)載電容（CL）任何外部電容一旦與石英晶體元器件串聯(lián)，即會(huì)成為其諧振頻率一個(gè)決定因素。負(fù)載電容變化時(shí)，頻率也會(huì)隨之改變。因此，在電路中使用時(shí)，經(jīng)常會(huì)以標(biāo)準(zhǔn)負(fù)載電容來微調(diào)頻率至期望值。C= +宜'八電路板的電容值（2pF-6pF）\/ IC內(nèi)的電容值外部電容的電容值★靜態(tài)電容（C0）電極之間的靜態(tài)電容和安裝系統(tǒng)中的雜散電容。★等效串聯(lián)電阻（ESR，Rr，R1）晶體在諧振頻率下的電阻值，ESR表示晶體的阻抗，單位為歐姆?！锛?lì)電平流過晶體的激勵(lì)電流的一項(xiàng)功能。激勵(lì)電平是晶體中功率損耗的數(shù)值。最大功率是大多數(shù)功率器件在保證正常電氣參數(shù)的情況下，維持工作所消耗的功率，單位為mW或uW。激勵(lì)電平應(yīng)維持在確保石英晶體正常起振和穩(wěn)定振蕩所需要的最低值，以避免年老化特性不良和晶體損傷。

★泛音晶體晶體通常在基頻下工作，但對(duì)電路做輕微調(diào)整后，即可在第三、第五、第七、第九倍頻下工作。為了保證泛音晶體在特定的倍頻下振動(dòng)，其切型角度、平行度和表面光潔度經(jīng)過了特殊修正?！锝^緣電阻引線之間或引線和殼體之間的電阻。★老化工作頻率在特定時(shí)間范圍內(nèi)的變化量，一般表達(dá)為最大值，單位是每年頻率變化量的百萬分之幾（ppm/年）。頻率隨時(shí)間而變化的原因有很多，如：密封特性和完整性、制造工藝、材料類型、工作溫度和頻率。不同頻率范圍晶體的應(yīng)用電路基頻1MHZ—25MHZCL=（01x02）/（C1+C2）+雜散電容雜散電容可以在2pF-6pF之間變化汪意獲得穩(wěn)定的則振蕩很容當(dāng)應(yīng)用于CMOS振蕩電路時(shí)，為了將激勵(lì)電平保持在特定的數(shù)值范圍內(nèi)，振蕩，電路圖中的Rd是必不可少的。獲得穩(wěn)定的則振蕩很容C1和C2必須在10—31pF范圍內(nèi)，如果C1小于10pF或C2大于30pF易受到電路不同狀況的影響，會(huì)使激勵(lì)電