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晶振新聞
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石英晶振的原材料和發展歷史

      晶振廣泛應用在我們的生活中,遙控器用的陶瓷晶振,時鐘用的32.768KHZ晶振,手機用的石英貼片晶振,和智能手機用到的陶瓷濾波器,安防產品用到的石英振蕩器。晶振的原理到底是什么。石英作為壓電晶體的代表,最早獲得了實際應用。那么,石英晶體在機械力的作用下為什么會在其表面產生電荷呢?

        石英晶體(quartz crystal)的成份主要是SiO2,晶格排列整齊,其每個晶體單元中有三個硅離子和六個氧離子,正負離子分布在正六邊形的頂角上。當作用力為零時,正負電荷相互平衡,所以外部沒有帶電現象。 
  
       如果在X軸方向施加壓力,則氧離子擠入硅離子2和6間,而硅離子4擠入氧離子3和5之間,結果在表面A上出現正電荷,而在月表面上出現負電荷。如果所受的力為拉力時,在表面A和B上的電荷極性就與前面的情況正好相反。
 
       如果沿y軸方向施加壓力時,則在表面A和B上呈現的極性。施加拉力時,電荷的極性與它相反。 若沿Z軸方向施加力的作用時,由于硅離子和氧離子是對稱的平移,故在表面沒有電荷出現,因而不產生壓電效應。 

        基于壓電效應的壓電驅動器,能實現精確控制功能,是精密機械、微電子和生物工程等領域的重要器件。常用的壓電材料有陶瓷、單晶和薄膜三種類型。陶瓷類的有鈦酸鋇(BaTiO3)、泰酸鉛鋯(PZT),單晶類有石英(水晶)、電氣石、羅德鹽、鉭酸鹽、鈮酸鹽等,薄膜類的有氧化鋯(ZnO)等。

        石英晶體常被用來制作振蕩器,在電子線路中充當信號源。石英晶體的固有頻率只與晶片的幾何尺寸(包括晶體切割的方位,大小和形狀)有關,其精度高而穩定,因此是一種最理想的振蕩源材料。石英晶體振蕩器制作工藝簡單,制作成本很低。只要在石英晶片的兩個面上各噴涂一層銀(或金),然后引出電極并加以封裝,就構成了一個石英晶體振蕩器。
 
        石英晶體振蕩器的頻率穩定度可達10-9/日,甚至10-11。例如10MHz的振蕩器,頻率在一日之內的變化一般不大于0.1Hz。因此,完全可以將晶體振蕩器視為恒定的基準頻率源,石英電子表和電腦都是利用石英晶體提供基準頻率的。 

信息來自:鉭電容  陶瓷電容  二、三極管  晶體振蕩器
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