音叉型石英振蕩器的特點和應用

目前，采用傳統(tǒng)兆赫茲晶體封裝方法的石英音叉可提供4.1mm×1.5mm、3.2mm×1.5mm及2.0mm×1.2mm的小尺寸型?，F(xiàn)在正在力爭將這些晶體音叉的厚度壓縮至0.4mm或更薄，以達到薄型應用的要求。需要如此小尺寸石英晶體（1.6mm×1.0mm與1.0mm×0.8mm）的應用預期將在今后數(shù)年內(nèi)出現(xiàn)，目前SJK晶科鑫正為此作準備。

由于尺寸小于5mm×3.2mm，石英晶體一般需要在真空中密封以保持阻抗不受損。低兆赫小尺寸石英晶體片也需要斜削（修磨石英晶體邊緣），以實現(xiàn)有效的能陷。

處理石英音叉中采用的光刻方法被大部分有能力的供應商應用于實現(xiàn)超小尺寸石英晶體與低兆赫石英晶體。該方法將會成為那些只依賴傳統(tǒng)研磨法處理石英晶體的供應商將石英晶體進一步小型化的主要技術障礙。

至于晶體振蕩器，2.5mm×2mm CMOS固定頻率晶體振蕩器的組裝正在全力進行，且更小的2mm×1.6mm與1.6mm×1.0mm版本也處于樣片或開發(fā)階段。2.5V的供電電壓如今仍然是標準配置，同時，1.8V或更低的供電電壓的市場正在開始興起。

根據(jù)工作溫度范圍，上述兆赫茲石英晶體與晶體振蕩器在各種溫度下的頻率穩(wěn)定性通常規(guī)定小于±25×10-6、±50×10-6及±100×10-6。因此，石英晶體是在無任何補償情況可提供此種穩(wěn)定性的唯一已知的諧振元件。

為提供更高的頻率穩(wěn)定性，可采用溫度補償晶體振蕩器（TCXO）。AT切晶體的頻率與溫度為三次方關系。TCXO振蕩器電路具有電壓頻率上拉功能，用于以模擬或數(shù)字的方式在整個溫度范圍內(nèi)將三次方的頻率溫度變化補償至低于10×10-6水平，其中補償以非常低的頻率變化梯度進行。

對于今天的手機應用而言，為了提供頻率合成的精確參考時鐘，需要優(yōu)于±2.5×10-6的頻率穩(wěn)定性。對于GPS設備，需要小于±1.0×10-6或±0.5×10-6的TCXO。例如：愛普生公司針對上述應用提供了微型TCXO（2mm×1.6mm）。