什么是晶体元器件？

2023-10-30 03:10:47

　　晶体元器件为电子系统提供稳定的频率信号，控制电子系统有效地工作，按照一定时序，确保系统功能的实现。因为晶振输出的频率是一个非常稳定的频率信号，因此被称为在电子系统中的心脏。让各个系统按照规定的时间完成任务。

　　晶体类，诸如谐振器，是无源类器件，它的内部只有一个石英晶片，配合系统实现频率控制。像电阻电容一样，是一个无源器件，需配合整个电路实现频率控制的功能。石英谐振内部的石英晶片是一个稳定的选频器件，它的有效电路相当于一个阻容感的电路组合。根据石英晶体的材料特性，它有特殊的选频功能，能够输出非常稳定的频率信号，从而实现整个系统的功能。它可以做频率控制、滤波器和高端的晶体振荡器。高端的晶体振荡器，内部就是采用无源封装，并搭建特殊的电路。由于石英材料特性稳定，可以大量生产，并且价格低廉，因此其应用非常广泛。

　　晶振类，诸如振荡器，是有源类器件，它供上电，就可以输出频率，应用场景非常多。作为有源类器件，施加一定的电信号，使得石英晶体和振荡电路形成环路，就能输出稳定的频率信号。就像集成电路一样，施加电压后，就会实现它的功能。石英晶体振荡稳定，其误差为百万分之一为量级，非常微小。晶振加上电后就会实现频率信号输出，可以实现完整的频率控制功能，使用起来非常方便。

　　有数字电路以来，就有石英振荡器的概念。最早的振荡器用电阻和电容搭建出来的，后来发现石英材料提供一个很高的品质因素，包括稳定度、相位噪声好，振荡性能参数优异。因为石英材料Q值高，利用其特性，将很大程度提高石英材料的性能参数。从上个世纪开始，逐步得到广泛的应用。并且随着生产的加工参数、电路的发展，振荡器各种参数的发展得到显著的提升。

　　我们佩戴的机械手表，价格相应比较昂贵，它的精度每天变化范围为五到十秒。我们日常生活中见到的基本是石英手表，价格虽然很便宜，但保持很高的精度，一个月变化范围在两到三秒之内。

　　Q值即品质因素，是体现频率稳定的参数。Q值越高，稳定度越高。以往的机械手表的品质因子（即Q值）比较低，因此，机械手表误差大，不准确。石英晶体的Q值很高，因此石英手表的精度很高。

　　晶振的工作原理是石英晶体的压电效应。给晶体施加一定的压力，产生一定的电荷。如果施加一定的电流或电压，就会产生一定的形变。压力和电荷出现谐振后，就会振荡在固有的频率上。我们常用的AT石英材料，薄片，频率和厚度成反比。生产过程中通过研磨、镀膜等各种工艺，把晶片减薄成我们要求的频率。

　　晶振产品由石英晶片和芯片构成的，外边还有一个基座，石英晶片非常薄，最薄的只有十几微米的厚度，晶片两面镀上金电极，搭配振荡电路，可以产生稳定的输出信号。由于金电极是纯金，具有很好的稳定性，应用于航天器等高可靠要求的场合中。

　　航天科工203所基于用户对性能参数、指标的要求，基于石英材料特性，根据设计规范，开发出新的产品。并采用新的石英芯片，采用特殊工艺参数的加工，其中包括切形、切角、厚度、外形尺寸、性能参数等指标，重新设计，进行工艺改进，以此满足用户性能指标的各种要求。设计成新产品后，还要经过各种试验，包括力学环境试验、温度环境试验的各种考核，达到我们对新产品的要求，实现新产品的开发。

　　研发过程中会遇到各种困难。诸如面临石英晶片的加工，随着频率的不断升高，晶片厚度比头发丝要薄的十几微米，到几百兆频率。203所采取特有的特殊工艺，实现了薄晶片的制作。由于晶振的体积越来越小，性能指标越来越高，这样就对芯片提出更高的要求。我们不断尝试新的芯片，调试各种芯片的参数，实现产品的小型化。在研制高频高性能小型化晶体中面临各种困难，通过不断试验，不断攻关，不断地对参数进行调试，实现产品的研制。

　　此外，在型号装备中，对元器件的可靠性提出了非常高的要求。例如航天器长期在轨运行，需要全面提升元器件的质量，通过对每一个器件性能进行全面考核，达到航天器的指标要求。

　　研发团队通过大量攻关，全面了解芯片内部的参数，了解石英材料的特质，以及产品的实现工艺，从而完成了多数产品的能力提升。并且完成了新产品的鉴定检验和环境试验评估，确保产品可靠性，满足用户长期工作和高可靠的要求。

　　203所的晶体元器件已经广泛应用在空间站等场景。203所为重大工程建设提供了高可靠的元器件，保证了重大任务的完成。目前，203所持续攻关，攻克更高更难的技术问题，达到更高的指标要求，为国家的经济建设做出自己的一份贡献。（吴巍、睢建平）

　　厦门大学柔性电子（未来技术）研究院黄维院士、李林教授团队与西北工业大学彭勃副教授团队合作，设计出一种用于快速检测人脑神经胶质瘤标志物的双光子荧光探针，该项成果有望应用于肿瘤的早期诊断和术中导航。

　　黑色西装，略有些花白的头发，招牌式灿烂的笑容，10月25日下午4时30分，清华大学理科楼一间不大的会议室里，巴克利奖获奖者薛其坤准时出现在媒体面前。2008年，华裔物理学家张首晟提出了在磁性拓扑绝缘体中实验量子反常霍尔效应的方向，引发各国科学家竞相投入实验。

　　作为我国载人航天工程副总指挥单位，在此次神舟十七号载人飞行任务中，中国电科在陆海空天布设了航天测控通信网，并为交会对接打造了性能更优异的激光交会对接雷达等关键设备，全力保障任务成功。

　　10月26日，由中国运载火箭技术研究院（中国航天科技集团有限公司所属，以下简称“火箭院”）抓总研制的长征二号F（以下简称“长二F”）遥十七运载火箭点火升空，随后将载有3名航天员的神舟十七号载人飞船精准送入预定轨道。

　　“到2025年，推动一批高价值专利实现产业化。高校和科研机构专利产业化率明显提高，全国涉及专利的技术合同成交额达到8000亿元。一批主攻硬科技、掌握好专利的企业成长壮大，重点产业领域知识产权竞争优势加速形成，

　　近年来，广西钦州浦北县坚持秉承“绿水青山就是金山银山”的发展理念，强“三农”、促振兴，积极探索“农文旅”融合发展路径，着力推进农业农村现代化，绘就乡村振兴新图景。

　　中国载人航天工程新闻发言人、中国载人航天工程办公室副主任林西强25日在神舟十七号载人飞行任务新闻发布会表示，这次飞行任务将首次进行空间站舱外试验性维修作业。

　　成果组团亮相，院士轮番登台，科技大秀云集，观众络绎不绝……不久前举行的2023年全国科普日安徽省暨合肥市主场活动盛况空前。

　　荷兰阿姆斯特丹大学科学家主导的一个国际研究小组报告称，他们发现了新的FRB，每个仅持续百万分之一秒（1微秒），是迄今观察到的“寿命”最短的FRB。

　　人类比机器更擅长综合泛化。美国纽约大学科学家团队此次用证据表明：神经网络能掌握与人类相似的系统泛化能力。

　　党的二十大报告提出，发展乡村特色产业，拓宽农民增收致富渠道。我国乡村特色产业发展具有丰富的资源禀赋和广阔的市场前景，是乡村产业的重要组成部分，涵盖特色种养、特色食品、特色手工业和特色文化等，

　　初秋时节，在河南省周口市扶沟县运来瓜菜育苗基地内，一株株蔬菜苗长a势喜人，工人们正忙着筛苗移盘、搬运装车。

　　光明日报北京10月24日电 记者杨舒从自然资源部获悉，上海崇明东滩国际重要湿地近日完成自然资源确权登记。

　　2009年起，薛其坤联合来自清华大学物理系、中国科学院物理研究所、美国斯坦福大学的多个研究组，组成攻关团队，一起从拓扑绝缘体研究方向尝试“攀登这座科学高峰”。

　　金秋十月，记者走进湖南省湘西州凤凰县菖蒲塘村，田地里闪耀着点点金黄。“这金色可不是稻谷哩。”菖蒲塘村驻村唐金生拉着记者走近一瞧，原来是一个个硕大饱满的香柚躲在宽大的绿叶后面，露着“头”呢。

　　记者从中国科学院大气物理研究所获悉，由该所和新疆尔自治区气象局组成的科考团队，日前在昆仑山脉海拔5896米的卧龙岗建成多要素自动气象站。

　　时隔2年，他又将成为重返“天宫”第一人，见证中国空间站建设的中国速度和中国力量，汤洪波也成为目前为止执行两次飞行任务间隔最短的中国航天员。

　　失败是学习、科研中绕不过的槛。无论意外还是失败，这都是迈向科研“高光时刻”的必经之路。

　　水稻绿色丰产优质高效无人化栽培技术现场观摩评议会近期在江苏省宿迁市泗洪县举行。