固體可以分為結(jié)晶體(晶體)與非結(jié)晶體(非晶體)兩大類。晶體中有外形高度對稱的單晶體(如石英晶體)和由許多微細晶體組成的多晶體(如各種金屬)。晶體的主要特性是原子和分子的有規(guī)則排列,這種排列反映在宏觀上是外形的對稱性,而非晶體就不具備這種特性,例如石英玻璃,它的成份與石英晶振晶體一樣是SiO2,但不屬于晶體。

石英晶體可以是天然的,也可以由人工培養(yǎng)。晶態(tài)物質(zhì)在適當條件下,能自發(fā)地發(fā)展成為一個凸多面體形的單晶體。圍成這樣一個多面體的面稱為晶面;晶面的交線稱為晶棱;晶棱的會集點稱為頂點。發(fā)育良好的單晶體,外形上最顯著的特征是晶面有規(guī)則的配置,屬于同一品種的晶體,兩個對應(yīng)晶面(或晶棱)間的夾角恒定不變。圖1.1.1給出了理想石英晶體的外形。石英晶振晶體的晶面共30個,分為五組,六個m面(柱面),六個R面(大棱面),六個r面(小棱面)六個s面(三方雙錐面),六個x面(三方偏方面),相鄰m面的夾角為60°相鄰m面和R面的夾角與相鄰m面和r面的夾角都等于38°13,相鄰s面與x面的夾角等于25°57。由于外界條件能使某一個或某一組晶面相對地變小或完全隱沒,所以實際見到的石英晶體很少如圖1.1.1所示,就是人造石英晶體的外形也只是接近理想情況.

(a)右旋石英晶體 (b)左旋石英晶體

圖1.1.1石英晶體的理想外形

晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的規(guī)律性,造成了它在外形上的對稱性。例如:晶體可以有對稱軸、對稱中心、對稱面等對稱元素。石英晶體存在一個三次對稱軸(或三次軸即晶體繞該軸旋360°3后能夠復(fù)原)和三個互成120°的二次軸,如圖1.1.2中的a、b、d軸

圖1.1.2石英晶體的對稱軸和直角坐標系

在結(jié)晶學中,晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)可以概括為是由一些“點子”在空間有規(guī)則地作周期的無限分布:“點子”代表原子、離子、分子或其集團的重心。這些“點子”的總體稱為點陣,構(gòu)成石英晶體的是二氧化硅分子,而二氧化硅分子的重心又正好與硅離子重合,因此硅離子的點陣就可以反映出石英晶體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

石英晶體的各層硅離子若按右手螺旋規(guī)則分布,則稱為右旋石英晶體;若按左手螺旋規(guī)則分布,稱為左旋石英晶體。從外形上看,右旋石英晶體振蕩器,石英晶體的s面在R面的右下方或m面的左上方,左旋石英晶體的s面在R面的左下方或m面的右上方(見圖1.1.1),它們互為鏡象對稱。

晶體物理性質(zhì)的各向異性和晶體外形的對稱性有關(guān),因此討論石英晶體的物理性質(zhì)時,采用為圖1.1.2所示的直角坐標系較為方便。選c軸為z軸,a(或b、d)軸為x軸,與x軸、z軸垂直的軸為y軸。其指向按1949年IRE標準規(guī)定對左、右旋石英晶體均采用右手直角坐標系。

所有生產(chǎn)步驟必定都遵守最小成本最大利潤化，電子產(chǎn)品生產(chǎn)也是如此，可是現(xiàn)在卻一直存在著這樣一個現(xiàn)象，低成本貨源足交貨周期更短的全硅MEMS振蕩器卻一直沒能取代石英晶體振蕩器的地位，這到底是為什么呢？要知道全硅MEMS振蕩器發(fā)展也很多年了，在電氣性能上也有可以和石英晶振一比高下的實力了，并且全硅MEMS振蕩器比有源石英晶振更不易損壞，原材料便宜導(dǎo)致全硅MEMS振蕩器價格有雨石英晶體振蕩器。

對很多接觸晶振的朋友來說肯能很少聽到陶瓷晶振這個名詞，一些朋友可能早就開始不再需要接觸陶瓷晶振了，現(xiàn)在的晶振市場可以說充斥著大多數(shù)名詞都是石英晶振，石英晶體，無源晶振，有源晶振，石英晶體諧振器，石英晶體振蕩器，32.768K晶體，貼片晶振，溫補晶振，壓控晶振，壓控溫補晶振，恒溫晶體振蕩器，差分晶振，可編程振蕩器，32.768K有源晶振等等，這些詞匯相信每個與晶振行業(yè)先接觸的朋友都已耳熟能詳了。

在外力作用下,物體的大小和形狀都要發(fā)生變化,通常稱之為形變。如果外力撤消后,物體能恢復(fù)原狀,則這種性質(zhì)稱為物體的彈性;如果外力撤消后,物體不能恢復(fù)原狀,則這種性質(zhì)就稱為物體的塑性。自然界既不存在完全彈性的物體,也不存在完全塑性的物體。對于任何物體,當外力小時,形變也小,外力撤消后,物體可完全復(fù)原;當外力大時,形變也大。若外力過大,形變超過一定限度,物體就不會復(fù)原了。這就說明,物體有一定的彈性限度,超過這個限度就變成塑性。與壓電有關(guān)的問題,都屬于彈性限度范圍內(nèi)的問題。因此,這里僅討論石英晶振晶體的彈性性質(zhì)。

一、應(yīng)力

選兩根長度相等,粗細不同的橡皮繩,當這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時,顯然,細橡皮繩比粗橡皮繩拉得長一些。為什么在相同的外力作用下,它們的伸長量不一樣呢?這是因為兩根橡皮繩的粗細不一樣,也就是橫截面的大小不樣。由此可見,在拉力的作用下,物體的伸長量不僅與力的大小有關(guān),而且還與石英晶振,貼片晶振等物體的橫截面的大小有關(guān)。為了計入橫截面大小的影響,引入單位面積的作用力(即應(yīng)力)這個概念,它的數(shù)學表達式為:

式中,T為應(yīng)力,F為作用力,A為橫截面(即力的作用面積)。通常規(guī)定作用力為拉力時,T>0,作用力為壓力時,T<0。

二、應(yīng)變

選擇兩根長度不等,但粗細相同的橡皮繩,當這兩根橡皮繩受到相同的拉力作用時,它們的應(yīng)力相同,而伸長量不同,即長橡皮繩比短橡皮繩拉得長一些。由此可見,石英晶體振蕩器,石英晶振,物體的伸長量不僅與應(yīng)力有關(guān),而且還與原來的長度有關(guān)。為了計入長度的影響,引入單位長度的伸長量(即應(yīng)變)這個概念。它的數(shù)學表達式為

式中,S為應(yīng)變,l為原長,△l為伸長量,△l為單位長度的伸長量(或相對伸長量)。

三、正應(yīng)力與正應(yīng)變

如圖2.2.1(a)所示的小方片,當它受到x方向的應(yīng)力作用時,除在x方向產(chǎn)生伸長外,同時在y方向也產(chǎn)生收縮,如圖2.2.1(b)所示。同樣,當小方片受到y方向的應(yīng)力作用時,除了在y方向產(chǎn)生伸長外,同時在x方向也產(chǎn)生收縮.如圖2.2.1(c)所示。上述

 (a)未受力情況(b)沿x方向受力時的形變情況(c)沿y方向受力時的形變情況

圖2.2.1小方片應(yīng)力、應(yīng)變示意圖

沿x方向應(yīng)力和y方向應(yīng)力的特點是,石英晶振力的方向與作用面垂直(或力的方向與作用面的法線方向平行)。為了反應(yīng)這兩個方向在應(yīng)力符號上要附加兩個足標,例如Tx和Ty。應(yīng)力的第一個足標表示力的方向,第二個足標表示作用面的法線方向。同理,石英貼片晶振應(yīng)變也有兩個足標,例如Sx和Sy應(yīng)變的第一個足標表示原長度的方向,第二個足標表示伸長量的方向,Tx、Ty又稱正應(yīng)力(或伸縮應(yīng)力),Sx、Sy又稱為正應(yīng)變(或伸縮應(yīng)變)為了簡便,通常將足標中的(x,y,z)用(1,2,3)表示,而且將雙足標簡化為單足標,雙足標與單足標的關(guān)系如表2.2.1所示。

四、切應(yīng)力與切應(yīng)變

形變前為一正方形的薄片,在形變后變?yōu)榱庑?/span>,這樣的形變稱為切變,如圖22.2所示。從圖中看出,切變的特點是形變前、后四個邊之間的夾角發(fā)生了變化,一個對角線被拉長,另一個對角線被壓縮。而且角度6xy和eyx的變化越大,切變越大。因此切應(yīng)變與這兩個角度之間的關(guān)系為：

顯然,S6這種切應(yīng)變,在如圖2.2.3所示的兩對應(yīng)力(Tyx,Tyx和Txy,Tyx)的作用下產(chǎn)生的,而這兩對應(yīng)力稱為切應(yīng)力。石英晶振切應(yīng)力的特點是:力的方向與作用面平行,它可以使物體產(chǎn)生切變,而不能使物體產(chǎn)生轉(zhuǎn)動,故有:

Tyx= Txy = T21 = T12 =T6

石英晶振還有一個重要的特性——溫度漂移。所有的石英晶體材料做成的頻率器件，均有一定的溫漂。溫漂成為影響石英晶體諧振器及石英晶體振蕩器頻率精度的重要因素。溫補晶振（TCXO），恒溫晶體振蕩器（OCXO），都是針對晶體的頻率溫度特性做相應(yīng)的補償，頻率精度TCXO小于±2.5ppm,OCXO小于±10ppb（1ppb=10-3ppm），甚至更高。所以溫度補償成為彌補石英晶體溫漂的重要手段。然而，市面上針對KHZ級別的溫補晶振少之又少，其原因，我可以從晶體的切型方面分析。石英晶片的切型大致可以分為AT切、BT切、CT切、DT切等。

臺灣泰藝晶振成立于民國89年3月，前身為泰電電業(yè)股份有限公司電子部（民國65年設(shè)立），泰藝晶振是一家專業(yè)晶振,石英晶振,有源晶振,壓控晶振等其它頻率控制元件制造商。主要產(chǎn)品包括:石英晶振、石英晶體振蕩器、壓控晶體振蕩器、溫補晶振，并且是臺灣唯一擁有生產(chǎn)恒溫控制石英振蕩器技術(shù)的晶振制造商，成熟完整的晶振產(chǎn)品線提供一次性購足的服務(wù)。

在說石英晶體片切割問題前我們先來了解一下石英晶振的組成結(jié)構(gòu)。它是由石英切片、兩個電極、底部基座、上蓋以及導(dǎo)電膠等共同組成，其中核心部分就是那薄薄小小的石英晶體片，這也是石英晶振與陶瓷晶振的最本質(zhì)區(qū)別，在陶瓷晶振內(nèi)部是由陶瓷晶體片組成的。這個石英晶體片是彈性體也是絕佳的半導(dǎo)體，它有固有頻率，并且能發(fā)生壓電效應(yīng)，所以我們也叫它壓電晶體。當石英晶體片在進行諧振是振動幅度最大阻抗最小，當失諧時阻抗也隨之迅速增大。

一顆晶振晶體從生產(chǎn)過程到出廠銷售中途一定都是經(jīng)過很多次檢測塞選的，這樣的情況下石英晶振一般都是保證100%的良好概率，但很多晶振采購廠家也遇上過這樣的問題，那就是買來的晶振明明好好的，上樣機后卻出現(xiàn)了石英晶體振蕩頻率值不在規(guī)定范圍值內(nèi)，有些還出現(xiàn)了故障甚至不起振現(xiàn)象，這到底是什么原因呢？

第一種解釋石英晶振振蕩頻率值偏差的原因是：泛音貼片晶振的基頻波的3倍頻（3次諧波）與3次泛音的頻率靠得很近，選頻電路難于將其濾除，造成跳頻現(xiàn)象。如果可能有這種情況發(fā)生，在與深圳市冠杰電子訂貨時，應(yīng)提出基頻3倍頻與3次泛音頻率的間隔要求，一般在150ppm-250ppm間，或也可在設(shè)計電路時適當減小電路增益，減低3次諧波的成分。

還有一種原因是：大多數(shù)出現(xiàn)這種現(xiàn)象都是與石英水晶振動子的寄生振動有關(guān)，有時也會和電路設(shè)計不合理有關(guān)。我們都只到石英晶體諧振器會有多個寄生響應(yīng)，對厚度切變晶體來說頻率在20MHZ以上，尤其是泛音晶體更易產(chǎn)生寄生響應(yīng)。泛音晶體的基頻諧振電阻有時會與三次泛音的諧振電阻相差較小，在不加濾波電路時有可能在基頻頻率上振蕩，因此可能時應(yīng)在電路設(shè)計加上選頻回路避免該情況發(fā)生。

而無論是基頻波的3次倍頻還是3次泛音或諧振器寄生響應(yīng)，都與石英晶體片的切割方式有著密切關(guān)聯(lián)，不同切割方式得到的晶體片生產(chǎn)出的晶振電氣特性是有非常巨大的差異的。石英晶振的的切割方式一般有AT切和BT切兩種，通常AT切晶體要比BT切晶體溫度特性更好，AT切的溫度曲線相對平滑，而且又比較容易加工，因此目前我們市場上的大多數(shù)晶體都采用AT切。BT切雖然相對在溫度特性上差一些，但晶片要厚一些，如果加工晶體的基頻（fundamental）很高，而且產(chǎn)品又不需要很高的溫度特性時，采用BT切比AT切更容易加工，且產(chǎn)品的可靠性也會好很多。

而AT切割的基頻振動模式又有三次泛音和五次泛音，晶振的封裝尺寸也會有影響，通常像2016晶振，2520晶振，3225晶振和5032晶振封裝等比較小型的，很少會用到五次泛音。貼片晶振上到40M以上的，三次泛音會比較少。舉個例子：我司冠杰電子某款石英晶體諧振器48MHz三次泛音的厚度約為0.104mm（與16MHz基本波的厚度相同），48MHz基本波產(chǎn)品的厚度約為0.034mm。在設(shè)計芯片厚度時，AT切的無源晶振的厚度與頻率，及振蕩模式有關(guān)，而與芯片的尺寸大小無關(guān)。做成成品后的AT切基頻產(chǎn)品，AT切3泛音產(chǎn)品與BT切產(chǎn)品可以通過觀察其C0/C1值，TS值，電阻值及TC特性來區(qū)分。當發(fā)現(xiàn)石英諧振器與電路組裝后，頻率不在要求的數(shù)值上，造成電路不能正常工作。

隨著石英晶振的被廣泛應(yīng)用到各種高端設(shè)備中，對其要求也越來越高，壓控晶體振蕩器(VCXO),溫補晶體振蕩器（TCXO）及恒溫晶體振蕩器（OCXO）的需求逐步上升。VCXO是可以利用電壓變化來調(diào)整輸出頻率。（VT-TCXO壓控溫補振蕩器）TCXO是包含一個溫度感應(yīng)電路，在溫度發(fā)生變化是調(diào)整輸出頻率，是輸出的頻率隨溫度變化的偏差降低了，從而使其在一定的溫度范圍內(nèi)保持較高的頻率穩(wěn)定度，一般精度要求在0-3PPM之內(nèi)的做成這種。OCXO具有更高的穩(wěn)定性，而且有更低的相位噪聲，精度更高，它是通過內(nèi)部的恒溫槽維持晶體溫度的穩(wěn)定。

帶電壓的石英晶振我們稱它為有源晶振也就是石英晶體振蕩器，那不帶電壓的就是無源晶體了，石英晶體諧振器在選擇是有這幾項參數(shù)需要考慮：尺寸，頻率，負載電容，精度，溫度，只要搞定了這幾參數(shù)基本上這顆晶振就OK了，并且通常情況下符合這些條件的無源晶振并不止一顆，有些一個品牌里自己就有好幾款這樣的晶振型號供選擇，然后再加上一些其他晶振品牌的可以說就不要擔心會沒有貨，只要你沒有品牌限制大把的可替換晶振型號等著你的到來呢。

所以那些高性能、耐高溫或耐低溫，甚至恒溫的晶振開始不斷出現(xiàn)，而在有源晶振中就有兩類石英晶振的功能直接與溫度掛鉤，它們分別是恒溫晶體振蕩器OCXO晶振和溫度補償晶振TCXO振蕩器。今天要給大家?guī)淼氖菧囟妊a償晶振TCXO振蕩器在手機中的運用，和它最新超小體積的KSS晶振品牌中貼片晶振詳細資料，為什么是京瓷晶振，你接著往下看就會明白的。

這幾個常用石英晶振參數(shù)也是最基本的晶振參數(shù)，是每位晶振采購商在向晶振廠家采購石英晶振前必先了解清楚的重要晶振參數(shù)，它們可以說是一顆晶振電氣性能特征的主要參數(shù)，因此想要購買到一顆合適的石英晶振，采購商必須先弄清楚它們。

晶振，電子產(chǎn)品的心臟，很多人都在各式的電子產(chǎn)品中每天使用著它，但這個小小的神奇的朋友并不是每個人都認識，很大一部分人可能從未聽說過它的存在，而那極少部分知道它存在的人中又有多少真正深刻了解過它呢？

在有源晶振中有一類VC-TCXO晶振,全稱是壓控溫補晶體振蕩器，很多人認為它是有亞空晶振和溫補晶振結(jié)合而得來的，那到底是不是呢？壓控晶振和溫補晶振是兩種不同的石英晶體振蕩器，要理解VC-TCXO晶振是否有他們的來先要來具體了解一下它們的工作方式和原理。

而另半壁江山中以鴻星晶振較為突出，鴻星晶振和眾多臺產(chǎn)晶振廠家一致，所生產(chǎn)的石英晶體振蕩器要比石英晶振諧振器更為出名，并且它自身也更專注于有源晶振的研發(fā)和創(chuàng)新。對于鴻星你可能沒有像對TXC晶技那般了解，但不必擔憂，接下來我要詳細介紹的就是它——臺灣鴻星電子。

晶振行業(yè)中最常規(guī)用到的晶振為32.768KHZ，它屬于石英晶體。最早期它只在于日本發(fā)展，我們都知道日本乃科技先進之大國，有他們所生產(chǎn)松下電器，廣受消費者喜愛，松下全系產(chǎn)品空調(diào)、冰箱、洗衣機、電視機、數(shù)碼、美容健康電器。人們利用晶振的獨特物理性質(zhì)，加工而制成標準的時鐘晶體，從而應(yīng)用到各個電子產(chǎn)品中，改寫了電子行業(yè)新的詩篇。

電子元器件晶振總有說不完的話題，這主要是晶振伸延的領(lǐng)域太過廣泛，而每個領(lǐng)域又都像一個無底洞等著大家的探索發(fā)現(xiàn)。因此電子元氣件晶振可以說是電子科技世界神一樣的存在，更有很多電子產(chǎn)品領(lǐng)域把它比作自己的心臟。

我公司是專業(yè)做晶振的,而32.768K時鐘晶體有用到手表里,所以,對我來說不會感到陌生.知道了導(dǎo)致手表慢走的原因了,那么想修好它還會不可以嗎?我對手表里的配件有一點的認知,石英表的機芯是由一個32.768K表晶,一電容,電阻,IC,電感,電子電池組合而成.這時候有人會問32.768K是什么啊?代表什么意思呢.