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如何區分晶體與晶振

2022年09月26日 12:47:47      來源:深圳市億晶振業電子有限公司 >> 進入該公司展臺      閱讀量:12

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晶體(全稱石英晶體諧振器,簡稱晶體)與晶振(全稱石英晶體振蕩器,簡稱晶振)作為被各領域廣泛使用的器件,經常有人將這兩種器件誤解為是同一種器件,甚至有個別商家為了廣告效應直接打出晶體即為晶振誤導用戶的說法,本文著重從晶體與晶振的組成材料、外形結構、應用場合以及參數選擇關注點等方面將兩種器件加以區分。
l  組成材料的不同
自然界存在的一種石英結晶體材料,人們稱之為晶體(Crystal),為半透明或不透明狀。而我們電子技術中所說的晶體主要以人造石英為原材料,其主要成分是siO2,含有少量雜質成分如AL2O3、、CaO、MgO等,將石英結晶體按一定的方向切割成很薄的晶片,再將晶片兩個對應的表面拋光和涂敷銀層,并作為兩個電極引出管腳,加以封裝,就構成石英晶體諧振器,簡稱晶體。
晶振(Oscillator),是以高Q值精密石英晶體為主振蕩載體,集成一定數量的集成電路、半導體管、阻容感等元件使其具有一定控制能力的電路集合,這個電路集合根據不同功能交叉組合使得晶體的頻率特性達到一個較高水平或實現某種特殊功能,一般以至少4個引出管腳,加以封裝。也就是說晶振是晶體經過深加工后的精尖產品,而晶體是晶振的一個原材料。
2 外形結構的不同
晶體根據其安裝結構分為插件和貼片兩種,無極性要求,即諧振器。插件一般是2個引腳,按其外形體積又分為HC-50U/T(11.5*5*H(13.5/10.5))、HC-49U/49T(11.2*4.5*H(13.6/11))、HC-49S(11.5*5.0*3.68)、UM-1/-5(7.9*3.1*H(8/6))、及圓柱狀(體積以φ3*8居多,也有Φ2.0*6.0,Φ1.4*4.9)等。貼片中大多是2個引腳,也有4個引腳(但其中2個引腳在電路中是不需要使用的)。按其體積大小又分為SMD5*7、SMD6*3.5、SMD5*3.2、SMD3.2*2.5,SMD2.5*2。(放一些晶體的圖片)

晶振根據其安裝結構主要分插件和貼片兩種,有正負極性要求,即有源晶振。引出腳以4~8個居多,也有以SMA、Q9等接插式引出腳。插件結構晶振根據安裝方法的不同還分為螺釘式、插針式、螺釘與插針混合式,體積從通常所說的DIP8、DIP14相對小封裝到半導體收音機大小不等,其中以20.7*12.6*8的DIP14全尺寸封裝和35.6*25.4**15為當前體積。貼片式晶振的體積已經可以做到SMD7050、SMD6035、SMD5032、SMD3225、SMD2520等大小但其穩定度級別于10-4~10-6量級,自2004年以家10-7量級以上貼片式恒溫高穩晶振面市以來,當前市場上貼片式的10-7量級以上高穩定晶振種類已日趨豐富。
3 應用場合的不同
晶體除作為晶振的原材料之外,主要應用于各類小型電子設備、計算機、電話機、移動手機、電子玩具、計時類電子產品及各類家電產品等。
晶振是具備獨立功能的電子部件,主要應用于各類通信設備作時鐘信號源,也可作為各類儀表、儀器設備作頻率基準。當前使用晶振最多的是各類大型通信設備,如GSM/WCDMA/CDMA/TD-SCDM等各系列基站、直放站、3G、LTE等新一代移動通信網絡設備及各種網絡優化方案、以太網交換機及各類綜合接入設備。
4 參數選擇關注點的不同
晶體與晶振同樣用于頻率控制和頻率選擇,晶體的頻差范圍差別不大,均在10-5 量級,而且其必須配合的負載電容才能正常工作,所以設計工程師在晶體的參數選擇上一般只需提供標稱頻率、負載電容及體積即可。
晶振雖然通電即可測試到其常規電性能參數,但根據其應用場合的不同其頻差范圍在10-4~10-10 量級不等,尤其是當晶振的穩定度級別達到10-7量級以上時,設計工程師在晶振的參數選擇上至少要提供標稱頻率、工作電壓、工作溫度、穩定度級別、輸出特性及體積等。
小結:
事實上只要有頻率控制和頻率選擇的電路都將使用到晶體或晶振,而且如果不考慮成本及體積,晶振是可以用到所有使用晶體的電路中。但不同穩定度級別不同封裝的晶振一般是不可能相互替代的,工程師在器件選型時一般都會留出一些余量,以降低維修成本,保證產品可靠性。尤其在設計初期先選用較高檔的器件,在保證研發可行性方面將帶來潛在效益,當然穩定度級別越高,器件的價格也越高,設計工程師要慎重決定高穩晶振的多方面指標,以保證整個系統性能的平衡與合理。

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