石英晶體頻率元器件小型化趨勢

時鐘產(chǎn)品的尺寸和頻率穩(wěn)定性會影響終端設備的尺寸和功耗。電池供電產(chǎn)品的開發(fā)人員尤其需要精確且緊湊的頻率發(fā)生器——這是對石英晶體市場當前技術狀態(tài)的概述。
石英晶體（或只是石英）在 1920 年代初被開發(fā)成實用的石英，用于無線電工程。今天，我們在現(xiàn)代科技生活中根本離不開石英。近年來，從金屬外殼中的大型 THT（通孔技術）和 SMD 石英（表面安裝器件）到小型 SMD 石英已經(jīng)發(fā)生了重大轉變。對更小外殼中的高頻振蕩石英的需求一直是這一趨勢的重要推動力。由于技術進步和生產(chǎn)中的多項創(chuàng)新，在不降低性能或增加成本的情況下顯著減小振蕩石英的結構尺寸成為可能。
目前，外形尺寸為 3.2 x 2.5 毫米廣泛用于各種應用，主要與石英的電阻優(yōu)化有關，以便在定義的工作溫度范圍和 8.0 至 54.0 MHz（AT 基音）頻率范圍內實現(xiàn)最佳振蕩行為。它們可以在高達 500 μW 的驅動電平下運行（在 12.0 至 54.0 MHz 的頻率范圍內）。對于特別苛刻的應用，可提供頻率容差高達 ±10 ppm 且溫度范圍為 -55 至 125 °C的組件。

過去幾年，尺寸從2.5 x 2.0 毫米（4 焊盤）到 3.2 x 2.5 毫米（4 焊盤）的 SMD 石英并行開發(fā)，但從未真正流行起來。如果 3.2 x 2.5 毫米封裝太大，您可以依靠大容量產(chǎn)品2.0 x 1.6 毫米（4 墊）。這種封裝類型是非常小的應用的趨勢。這種外形的石英設計也經(jīng)過了電阻優(yōu)化，旨在實現(xiàn)最佳的振蕩行為。開發(fā)人員可以使用驅動級別高達 400 μW 的版本。更小封裝和更高頻率穩(wěn)定性的趨勢也很明顯。尺寸為 1.2 x 1.0 mm 的最小版本即將發(fā)布。32.768 KHz 石英在 3.2 x 1.5 毫米封裝和 2.0 x 1.2 毫米的低電阻中，現(xiàn)在在終端設備中很常見。石英市場上有 32.768 kHz 的低電阻石英和標準版本，在 -40 至 +125 °C 的溫度范圍內，其負載能力為 4 至 12.5 pF。開發(fā)人員可以在 +25 °C 的兩個頻率容差之間進行選擇：±10 ppm（可選）或 ±20 ppm（標準）。
越來越多的 IC 制造商將他們的工作基于帶有集成熱敏電阻的 SMD 石英，例如在 2.0 x 1.6 毫米陶瓷外殼中。這種石英越來越多地用于電池供電的通信產(chǎn)品，并取代了耗電（高達 2 mA）的溫度補償石英振蕩器 (TCXO)。
因此可以得出結論，近年來，在石英的開發(fā)過程中發(fā)生了看似不可能的事情。在不降低性能或增加成本的情況下，封裝尺寸的小型化取得了進展，電子行業(yè)的技術進步被用來支持為市場準備越來越多的產(chǎn)品設計創(chuàng)新解決方案。結果是封裝尺寸越來越小，頻率穩(wěn)定性越來越高。