晶体的切割方式对于晶体频率稳定度的影响

晶体的切割方式对于晶体频率稳定度的影响

大部份的石英晶体产品是用于电子线路上的参考频率基准或频率控制组件, 所以, 频率与工作环境温度的特性是一个很重要的参数.。

事实上, 良好的频率与温度(frequeny versus temperature)特性也是选用石英做为频率组件的主要因素之一.。

经由适当的定义及设计, 石英晶体组件可以很容易的就满足到以百万分之一 (parts per million, ppm) 单位等级的频率误差范围.。

若以离散电路方式将LCR零件组成高频振荡线路, 虽然也可以在小量生产规模达到所需要的参考频率信号误差在ppm或sub-ppm等级要求 , 可是这种方式无法满足产业要达到的量产规模.。

切割角度
依据不同的应用领域及工作温度需求, 因应了许多不同的石英切割角度种类. 例如AT-, BT-, CT-, DT-, NT, GT……等不同的切割板片.。

不同的切割方向的板片具有不同的弹性常数张量(elastic constant tensor), 不同的压电常数张量(piezoelectric constant tensor)及不同的介电常数张量(dielectric constant tensor).。

这些张量在石英组件的设计及应用上展现了不同的振荡及温度特性.

切割角度导致的温度特性
石英组件的频率对温度特性更是离散振荡线路无法简易达成的.。
在下图中提供了数种不同的石英晶体切割角度的频率对温度特性曲线。

如上图可见，各种切割方式对晶体在一定温度下的频率稳定性影响下是不一样的，但是我们常见的较好的切割方式就是AT切割，因为AT切割在温度变化下，AT角度切割的石英芯片适用在数MHz到数佰MHz的频率范围,是石英芯片应用范围最广范及使用数量最多的一种切割应用方式。

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