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大部份的石英晶體產(chǎn)品是用於電子線路上的參考頻率基準(zhǔn)或頻率控制元件, 所以,頻率與工作環(huán)境溫度的特性是一個(gè)很重要的參數(shù). 事實(shí)上, 良好的頻率與溫度(frequeny versus temperature)特性也是選用石英做為頻率元件的主要因素之一. 經(jīng)由適當(dāng)?shù)亩x及設(shè)計(jì), 石英晶體元件可以很容易的就滿足到以百萬分之一 (parts per million, ppm) 單位等級(jí)的頻率誤差范圍. 若以離散電路方式將LCR零件組成高頻振蕩線路, 雖然也可以在小量生產(chǎn)規(guī)模達(dá)到所需要的參考頻率信號(hào)誤差在ppm或sub-ppm等級(jí)要求, 可是這種方式無法滿足產(chǎn)業(yè)要達(dá)到的量產(chǎn)規(guī)模. 石英元件的頻率對(duì)溫度特性更是離散振蕩線路無法簡易達(dá)成的. 在(圖四) 中提供了數(shù)種不同的石英晶體切割角度的頻率對(duì)溫度特性曲線.

〔Fig.4〕Frequency-temperature characteristics of various quartz cuts.

  在各種不同種類的切割角度方式中, AT角度切割的石英晶片適用在數(shù)MHz到數(shù)佰MHz的頻率范圍,是石英晶片應(yīng)用范圍范及使用數(shù)量最多的一種切割應(yīng)用方式. 在(圖五)中, 從石英晶棒X-軸向的上視圖,可以看到對(duì)Z-軸向旋轉(zhuǎn)約35度的AT方向. 這在大量生產(chǎn)的技術(shù)上也是很好達(dá)成的一種作業(yè)方式.

( Fig.5 ) Orientation of AT plat

(圖六)是以AT切割角度變動(dòng)在厚度振動(dòng)模態(tài)的頻率對(duì)溫度特性的展開圖. 圖中以常用的室溫?cái)z式25度作為相對(duì)零點(diǎn), AT切割的是頻率對(duì)溫度變化為一元三次方曲線. 這個(gè)特性, 從(圖六)中可以看到,在相當(dāng)寬廣的溫度范圍下, AT切割的溫度曲線的階及第二階常數(shù)為零, 第三階的常數(shù)便決定了頻率對(duì)溫度的變化值.

(Fig. 6) AT - cut frequency-temperature characteristics