机械|石英中的压电效应有多重要!


机械|石英中的压电效应有多重要!
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机械|石英中的压电效应有多重要!
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 。
【机械|石英中的压电效应有多重要!】
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 。