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晶振中的压电效应来源?

大家一定很好奇为什么晶振的原材料里有石英?下面小扬给大家科普科普石英?

一、什么是石英

石英是硅二极管 SiO 2的结晶形式。石英这个名字来源于德语单词“quaz”,尽管其他人认为这个词的起源来自撒克逊语 Querkluftertz,意思是交叉

矿脉。

石英广泛用于电子产品中,其中石英谐振器用作高性能谐振器,用于滤波器和振荡器。

在电子电路设计中,石英能够提供具有极高Q水平的谐振电子元件,用于滤波器和振荡器,比如石英晶振、石英滤波器等。

二、石英中的压电效应

在电子元件中使用石英的主要原因是压电效应,虽然石英具有许多其他特性,吸引了许多人用于珠宝,但它的电特性,特别是压电效应,意味着石

英在电子电路设计中特别有用,尤其是许多射频设计。作为电子元件,如石英晶振,石英作为谐振元件能够产生非常高的性能。



特别是,压电效应通过在晶体受到机械应力的两侧出现电势来表现出来。


类似地,当跨晶体放置电位时,可以看到轻微的变形。


其原因是不同材料的晶格以略有不同的方式构建。对于任何晶体物质,晶格由大量重复的相同基本原子块或晶胞组成,它们被称为以有序的方式排

列。


在大多数晶格中,晶胞是对称的,但对于压电材料而言并非如此。


对于压电材料,晶体是电中性的,因为它们的电荷完全平衡:一个地方的正电荷抵消了附近的负电荷。

然而,如果压电晶体变形,这会将一些原子推得更近一些,而另一些则可能分开得更远。这会扰乱正负电荷的平衡,并导致出现净电荷。这种效应

发生在晶体的整个结构中,从而在相对的外表面上产生净正电荷和负电荷。

压电效应实际上在两个方向上都起作用—如果晶体变形,则表面会出现电位,类似地,如果将电位置于晶体上,它就会变形

当用作石英晶体谐振器时,来自电路的电脉冲被转换为机械振动,并出现在晶体本身上。这些振动受到晶体非常高的Q机械共振的影响,然后这种

影响再次反射回电域。

这样做的净效果是非常高的Q机械共振可用于有效地作用于电信号。

石英是一种非常特殊的材料。虽然许多晶体看起来非常漂亮并且它们被用作珠宝形式,但电气方面也非常重要,并且能够制造和使用非常高Q的电

谐振器。这些是任何其他模拟电子元件所不平等的。

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