一文了解石英晶體振蕩器的構成及作用

石英晶體振蕩器就是我們俗稱的晶振，是一種由石英晶體（二氧化硅晶體）的壓電效應制成的諧振器件。 其基本結構如下：在一定方位角（稱為晶圓，可以是方形，矩形或圓形）切片一塊石英晶體，并將其涂在兩個相應的表面上。 銀層作為電極，每個電極上焊接一根引線連接到引腳，并加入封裝殼體，形成石英晶體諧振器，簡稱石英晶體或晶體，簡稱晶體振蕩器。 由IC構成的振蕩電路的晶體元件稱為晶體振蕩器。 其產品通常包裝在金屬外殼中，也可以包裝在玻璃外殼，陶瓷或塑料中。

石英晶體振蕩器的構成

石英晶振蕩器體是一種各向異性晶體。 它由以特定方位角切割的薄片制成，然后在晶片的相應表面上涂有銀。 安裝一對金屬塊作為極板，構成石英晶體振蕩器。 石英晶體可用作振蕩電路的原因在于其壓電效應。 當在晶片外部的兩個板之間添加電場時，晶體將產生機械變形; 相反，當在板之間施加機械力時，將在晶體中產生電場。 這種現象稱為壓電效應。

壓電效應

如果將電場添加到石英晶體的兩個電極，則晶片將經歷機械變形。相反，如果在晶片的兩側施加機械壓力，則將在晶片的相應方向上產生電場。這種物理現象稱為壓電效應。如果將交流電壓施加到晶片的兩個極，則晶片將產生機械振動，并且晶片的機械振動將產生交變電場。一般來說，晶片的機械振動和交變電場的幅度很小，但當施加的交流電壓的頻率為一定值時，振幅明顯增大，遠大于其他頻率。這種現象稱為壓電諧振，這與LC電路的諧振現象非常相似。其共振頻率與切割模式，晶片的幾何形狀和尺寸有關。

石英晶體振蕩器的作用

石英晶體振蕩器廣泛用于系統頻率源、導航以及其它通訊領域的普通石英晶體振蕩器（PXO），工作頻率范圍在1MHz至150MHz之間，頻率穩定度為±25ppm，±50ppm和±100ppm，輸出上升和下降時間為5ns，老化率為±5ppm/年。

還有主要用于移動電話、筆記本電腦、PHS、GPS設備和其它無線通信設備的SMD晶體振蕩器（PXO）和SMD壓控/溫補晶體振蕩器（VCXO/TCXO/VCTCXO），其PXO和VCXO型SMD晶振輸出邏輯與HCMOS/TTL兼容，因而提高了器件的適應性和設計的靈活性。用于手機的SMD晶振主要特點有高精度、高穩定度和小尺寸，精度高達±5ppm，同時采用的晶片色澤白皙同時具有低腐蝕性、不易起振，質量很穩定，尺寸規格有7×5mm、6×3.5mm、5×3.2mm、4×2.5mm。

頻率標準、通訊、電子儀表、測試裝置、精密計量等領域的高精度高穩定度石英晶體振蕩器，可根據長期頻率穩定度不同分為TCXO、OCXO、VCXO、SPXO、LPXO（低噪聲晶體振蕩器）等類型。