晶振中的壓電效應(yīng)來源?

作者： 揚(yáng)興晶振 日期：2021-11-26 瀏覽量：

  大家一定很好奇為什么晶振的原材料里有石英?下面小揚(yáng)給大家科普科普石英?

  一、什么是石英

  石英是硅二極管 SiO 2的結(jié)晶形式。石英這個名字來源于德語單詞“quaz”，盡管其他人認(rèn)為這個詞的起源來自撒克遜語 Querkluftertz，意思是交叉

礦脈。

  石英廣泛用于電子產(chǎn)品中，其中石英諧振器用作高性能諧振器，用于濾波器和振蕩器。

  在電子電路設(shè)計中，石英能夠提供具有極高Q水平的諧振電子元件，用于濾波器和振蕩器，比如石英晶振、石英濾波器等。

  二、石英中的壓電效應(yīng)

  在電子元件中使用石英的主要原因是壓電效應(yīng)，雖然石英具有許多其他特性，吸引了許多人用于珠寶，但它的電特性，特別是壓電效應(yīng)，意味著石

英在電子電路設(shè)計中特別有用，尤其是許多射頻設(shè)計。作為電子元件，如石英晶振，石英作為諧振元件能夠產(chǎn)生非常高的性能。

  特別是，壓電效應(yīng)通過在晶體受到機(jī)械應(yīng)力的兩側(cè)出現(xiàn)電勢來表現(xiàn)出來。

  類似地，當(dāng)跨晶體放置電位時，可以看到輕微的變形。

  其原因是不同材料的晶格以略有不同的方式構(gòu)建。對于任何晶體物質(zhì)，晶格由大量重復(fù)的相同基本原子塊或晶胞組成，它們被稱為以有序的方式排

列。

  在大多數(shù)晶格中，晶胞是對稱的，但對于壓電材料而言并非如此。

  對于壓電材料，晶體是電中性的，因為它們的電荷完全平衡：一個地方的正電荷抵消了附近的負(fù)電荷。

  然而，如果壓電晶體變形，這會將一些原子推得更近一些，而另一些則可能分開得更遠(yuǎn)。這會擾亂正負(fù)電荷的平衡，并導(dǎo)致出現(xiàn)凈電荷。這種效應(yīng)

發(fā)生在晶體的整個結(jié)構(gòu)中，從而在相對的外表面上產(chǎn)生凈正電荷和負(fù)電荷。

  壓電效應(yīng)實際上在兩個方向上都起作用—如果晶體變形，則表面會出現(xiàn)電位，類似地，如果將電位置于晶體上，它就會變形

  當(dāng)用作石英晶體諧振器時，來自電路的電脈沖被轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動，并出現(xiàn)在晶體本身上。這些振動受到晶體非常高的Q機(jī)械共振的影響，然后這種

影響再次反射回電域。

  這樣做的凈效果是非常高的Q機(jī)械共振可用于有效地作用于電信號。

  石英是一種非常特殊的材料。雖然許多晶體看起來非常漂亮并且它們被用作珠寶形式，但電氣方面也非常重要，并且能夠制造和使用非常高Q的電

諧振器。這些是任何其他模擬電子元件所不平等的。

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