电子元器件贵州电子信息职业技术学院谢忠福.ppt

《电子元器件贵州电子信息职业技术学院谢忠福.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电子元器件贵州电子信息职业技术学院谢忠福1项目6压电器件（建议学时：4学时）本项目将介绍压电效应的分类、压电材料、压电材料的基础知识、石英晶体元件的结构、类型和特点；压电陶瓷、声表面滤波器及压电材料在传感器中的应用。能力目标了解压电效应的概念及压电效应分类掌握压电材料的主要特性参数掌握石英晶体的类型和特点，石英晶体振荡器的结构，等效电路了解压电陶瓷的种类、特点了解声表面波滤波器任务6-1压电效应任务描述本任务主要学习正压电效应和逆压电效应的概念、压电晶体、压电材料的主要特性参数、高分子压电材料、压电陶瓷等内容。26.1.1压电效

2、应压电效应可分为正压电效应和逆压电效应。正压电效应是指：当晶体受到某固定方向外力的作用时，内部就产生电极化现象，同时在某两个表面上产生符号相反的电荷；当外力撤去后，晶体又恢复到不带电的状态；当外力作用方向改变时，电荷的极性也随之改变；晶体受力所产生的电荷量与外力的大小成正比。逆压电效应是指：对晶体施加交变电场引起晶体机械变形振动的现象，又称电致伸缩效应。当外加交变电压的频率与晶片的固有频率(决定于晶片的尺寸)相等时，机械振动的幅度将急剧增加，这种现象称为“压电谐振"。利用逆压电效应，对压电材料施加一定的交变电压信号，使它产生形变

3、而推动空气发出声音；将压电材料的逆压电效应和正压电效应相结合，可完成电信号的传输和滤波等。36.1.2压电材料具有压电效应的材料称为压电材料，可分为三类：（1）压电晶体能产生压电效应的晶体就叫压电晶体。压电晶体有石英、酒石酸钾钠、铌酸钡等。最有代表性的就是石英晶体，绝缘好，机械强度大，居里点高，但压电系数小，所以只用作校准用的标准传感器，或是要求精度很高的传感器。（2）压电陶瓷压电陶瓷主要有钛酸钡、锆钛酸铅等。应用范围很广，灵敏度好，但相对石英晶体则机械强度低，居里点底。（3）高分子压电材料典型的高分子压电材料有聚偏二氟乙烯、聚

4、氟乙烯等，具有压电系数高，灵敏度高，不易破碎，具有防水性等特点。。4任务6-2常用的压电器件任务描述本任务主要学习石英晶体振荡器的结构、石英晶体的类型和特点、石英晶体的型号、石英晶体符号和等效电路、石英晶体振荡器的主要参数、石英晶体的检测方法、石英晶体振荡器的应用、压电陶瓷的种类和特点、声表面波滤波器等内容。6.2.1石英晶体元件石英晶体元件简称石英晶体、晶振或晶振元件，它是利用石英晶体（二氧化硅的结晶体）的压电效应制成的一种谐振器件5结构示意图如下图所示，它的基本构成大致是：从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片（简称为晶片，它

5、可以是正方形、矩形或圆形等），在它的两个对应面上涂敷银层作为电极，在每个电极上各焊一根引线接到管脚上，再加上封装外壳就构成了石英晶体谐振器。石英晶体谐振器的一种结构图6其产品一般用金属外壳封装，也有用玻璃壳、陶瓷或塑料封装的。常用封装如下图所示。通信机用彩电用塑封型长玻管型手表用石英振荡器的封装图7某晶振元件实物如下图所示。晶振元件实物图82.石英晶体的类型和特点石英谐振器的种类很多，按其精确度大致可分为普通型、精密型和高精密型三种。它们的频率稳定度分别为、和。普通型用于石英电子表、电视机等民用电子电器中，高精度型石英晶体都带有

6、恒温槽，可以自动进行温度补偿，以得到高稳定度的频率。例如，作为时间标准的石英晶体，其日频率稳定度高达以上。3.石英晶体的型号石英晶体的型号由三部分组成，第一部分表示外壳形状和材料，如B表示玻璃壳，J表示金属壳，S表示塑封型；第二部分表示晶体切形，常和切形符号的第一个字母相同。如A表示AT切形；B表示BT切形；第三部分表示主要性能及外形尺寸等，一般用数字表示，有的最后加字母，如JA5为金属壳切形晶振元件。BA3为波壳AT切形晶振元件。94.石英晶体符号和等效电路如果在晶片上加上交变电压，则晶片将随交变信号的变化而产生机械振动。当交

7、变电压频率与晶片的固有频率(取决于晶片几何尺寸)相同时，机械振动最强，电路中的电流也最大，电路产生了谐振。由于晶片的固有振动频率只与晶片的几何尺寸相关，所以用晶振元件取代LC谐振回路可获得十分精确和稳定的谐振频率。10晶振元件的符号和等效电路如下图所示。晶振元件在电路中实际上相当于一个品质优良的LC谐振回路。图中的L、C、R分别为晶片振动的等效电感（或称动态电感）、等效电容（动态电容）和等效电阻（动态电阻）。C0为晶振元件内部电容的总和。晶片振动时因摩擦而造成的损耗用R来等效。电路符号等效电路晶振元件的符号和等效电路115.谐振

8、频率从石英晶体的谐振器的等效电路可知，晶振元件在电路中可等效为一个品质因数Q很高（损耗很小）的谐振回路。它有两个谐振频率，当L、C、R支路发生串联谐振时，它的等效阻抗最小（等于R）。串联谐振频率用fs表示，石英晶体对于串联谐振频率fs呈纯阻性；当频率高于fs时L