石英晶体频率元器件渐成小型化趋势

时间： 2021-08-27 来源：星通时频

技术问答

时钟产品的尺寸和频率稳定性会影响终端设备的尺寸和功耗。电池供电产品的开发人员尤其需要精确且紧凑的频率发生器——这是对石英晶体市场当前技术状态的概述。

石英晶体（或只是石英）在 1920 年代初被开发成实用的石英，用于无线电工程。今天，我们在现代科技生活中根本离不开石英。近年来，从金属外壳中的大型 THT（通孔技术）和 SMD石英（表面安装器件）到小型 SMD 石英已经发生了重大转变。对更小外壳中的高频振荡石英的需求一直是这一趋势的重要推动力。由于技术进步和生产中的多项创新，在不降低性能或增加成本的情况下显着减小振荡石英的结构尺寸成为可能。

目前，外形尺寸为 3.2 x 2.5 毫米广泛用于各种应用，主要与石英的电阻优化有关，以便在定义的工作温度范围和 8.0 至 54.0 MHz（AT 基音）频率范围内实现最佳振荡行为。它们可以在高达 500 µW 的驱动电平下运行（在 12.0 至 54.0 MHz 的频率范围内）。对于特别苛刻的应用，可提供频率容差高达 ±10 ppm 且温度范围为 -55 至 125 °C的组件。

过去几年，尺寸从2.5 x 2.0 毫米（4 焊盘）到 3.2 x 2.5 毫米（4 焊盘）的 SMD 石英并行开发，但从未真正流行起来。如果 3.2 x 2.5 毫米封装太大，您可以依靠大容量产品2.0 x 1.6 毫米（4 垫）。这种封装类型是非常小的应用的趋势。这种外形的石英设计也经过了电阻优化，旨在实现最佳的振荡行为。开发人员可以使用驱动级别高达 400 µW 的版本。更小封装和更高频率稳定性的趋势也很明显。尺寸为 1.2 x 1.0 mm 的最小版本即将发布。32.768 KHz 石英在 3.2 x 1.5 毫米封装和 2.0 x 1.2 毫米的低电阻中，现在在终端设备中很常见。石英市场上有 32.768 kHz 的低电阻石英和标准版本，在 -40 至 +125 °C 的温度范围内，其负载能力为 4 至 12.5 pF。开发人员可以在 +25 °C 的两个频率容差之间进行选择：±10 ppm（可选）或 ±20 ppm（标准）。

越来越多的 IC 制造商将他们的工作基于带有集成热敏电阻的 SMD 石英，例如在 2.0 x 1.6 毫米陶瓷外壳中。这种石英越来越多地用于电池供电的通信产品，并取代了耗电（高达 2 mA）的温度补偿石英振荡器 (TCXO)。

因此可以得出结论，近年来，在石英的开发过程中发生了看似不可能的事情。在不降低性能或增加成本的情况下，封装尺寸的小型化取得了进展，电子行业的技术进步被用来支持为市场准备越来越多的产品设计创新解决方案。结果是封装尺寸越来越小，频率稳定性越来越高。

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