晶振知识讲解：石英晶体AT切割和SC切割如何选？

时间： 2024-05-24 来源：晶科鑫官网

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石英晶体坯在培育完成后，我们需要切割成大小、厚薄不同的石英晶片，但我们需要知道石英晶片在切割时具有不同类型的晶体切割方式，就会有不同的性能特征。其中在石英晶振产品上面我们常见的是AT切割和BT切割，但在OCXO 恒温晶振常用的是AT切割和SC切割。在本文晶科鑫主要是介绍AT切割和SC切割的关系比较。

我们从上图可以看到，AT切割方式是以Z轴35°向Y轴方向旋转的切割方式，它在宽温度范围内具有良好的性能，在25℃（称为拐点温度）附近对称。在-55℃至125℃的温度范围内可以产生具有良好稳定性的角度。而BT切割则是Z轴的49°方向进行切割，这两种类型的切割方式都具有相同的振动模式（厚度剪切）。

而SC切割是一种应力补偿切割，SC切割的拐点温度约为92°,但它也是经过温度补偿。SC切割最初于1974年开发，是一种双旋转切割（类似于木工的复合斜切），定义为theta=34.11°和phi=21.93°。由于石英晶片具有各向异性，因此在AT切面上看到的应力可以通过在phi方向上进行第二次旋转来减少或消除。

其中AT切割的工作频率范围为0.5MHz~300MHz

BT切割也是一样为0.5MHz~200MHz

CT切割的工作频度范围为300~ 900kHz

DT切割的工作频度范围为75~800kHz

XT切割，这种水晶切割类型广泛用于低频操作。它的范围从5kHz~100kHz。使用的一个常见频率是32.768kHz，因为许多作为时钟参考源的微控制器

GT切割，此类型角度为51°7。它的频率范围为0.1MHz~2.5MHz

IT切割：类似于SC切割类型。它的工作频率范围为0.5MHz~200MHz

而AT切割和SC切割之间的不同，关键参数是频率与温度的稳定性、晶体老化、重力灵敏度、初始频率精度、可用性和成本等。

如SC切割在高温范围（-20℃~+200℃）下工作时，还能提供更好的频率与温度稳定性的性能。在拐点温度约为90℃（与AT切割的25℃相比）的情况下，SC将在这些范围内实现更严格的稳定性。在这个扩展的温度范围内，改进可能高达5倍。

如SC切割对老化的某些影响不太敏感，例如晶体安装应力、晶体空白镀层应力和电子器件性能的变化。

如SC切割的G-灵敏度低于AT切割。低G-灵敏度对于将经历大振动和冲击的应用非常重要。

下表我们把AT切割和SC切割之间的差异，涉及各种性能参数，都一一做了对比。

从以上的参数我们可以看出来，对于要求更高的OCXO产品，可能就需要用到SC切割的晶体才能达到相对应的要求，但相对价格也会随之上涨，需要我们从中取得平衡点。

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