你們對(duì)差分型石英晶體振蕩器中的晶體、芯片是如何處理雜質(zhì)的。
- 教育綜合
- 2024-04-07 07:57:26
有沒有了解差分型石英晶體振蕩器的石英晶體的?主要是想了解一下清洗問題,謝謝
差分,顧名思義就是輸出是差分信號(hào)的晶振,輸出的差分信號(hào)運(yùn)用2種相位、相互徹底相反的信號(hào),從而除去了共模噪音。清洗問題面臨的則是產(chǎn)品晶體,VGT-603FTA超聲波清洗機(jī)配置的拋動(dòng)機(jī)構(gòu)原理是在清洗過程中工件作均勻地拋動(dòng),可以增加工件與液體的摩擦,有利于表面污垢迅速脫落,提高清洗效果。求一個(gè)石英晶體振蕩器原理圖
原理圖:
石英晶體振蕩器憑借其高精度和高穩(wěn)定度,被廣泛應(yīng)用于彩電、計(jì)算機(jī)、遙控器等各類振蕩電路中,以及通信系統(tǒng)中用于頻率發(fā)生器、為數(shù)據(jù)處理設(shè)備產(chǎn)生時(shí)鐘信號(hào)和為特定系統(tǒng)提供基準(zhǔn)信號(hào)。下面,松季電子為你全解石英晶體振蕩器的工作原理。
一、石英晶體振蕩器的結(jié)構(gòu):
石英晶體振蕩器是利用石英晶體(二氧化硅的結(jié)晶體)的壓電效應(yīng)制成的一種諧振器件,它的基本構(gòu)成大致是:
從一塊石英晶體上按一定方位角切下薄片(簡(jiǎn)稱為晶片,它可以是正方形、矩形或圓形等),在它的兩個(gè)對(duì)應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器。
二、壓電效應(yīng):
若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場(chǎng),晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形。反之,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場(chǎng),這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場(chǎng)。
三、符號(hào)和等效電路:
當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,它的大小與晶片的幾何尺寸、電極面積有關(guān),一般約幾個(gè)PF到幾十PF。當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來等效。一般L的值為幾十mH 到幾百mH。
晶片的彈性可用電容C來等效,C的值很小,一般只有0.0002~0.1pF。晶片振動(dòng)時(shí)因摩擦而造成的損耗用R來等效,它的數(shù)值約為100Ω。由于晶片的等效電感很大,而C很小,R也小,因此回路的品質(zhì)因數(shù)Q很大,可達(dá)1000~10000。
加上晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。
四、諧振頻率:
從石英晶體諧振器的等效電路可知,它有兩個(gè)諧振頻率。
1、即當(dāng)L、C、R支路發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí),它的等效阻抗最小(等于R)。串聯(lián)揩振頻率用fs表示,石英晶體對(duì)于串聯(lián)揩振頻率fs呈純阻性。
2、當(dāng)頻率高于fs時(shí)L、C、R支路呈感性,可與電容C。發(fā)生并聯(lián)諧振,其并聯(lián)頻率用fd表示。 根據(jù)石英晶體的等效電路,可定性畫出它的電抗—頻率特性曲線。當(dāng)頻率低于串聯(lián)諧振頻率fs或者頻率高于并聯(lián)揩振頻率fd時(shí),石英晶體呈容性。
擴(kuò)展資料:
晶振在應(yīng)用具體起到的作用,微控制器的時(shí)鐘源可以分為兩類:基于機(jī)械諧振器件的時(shí)鐘源,如晶振、陶瓷諧振槽路;RC(電阻、電容)振蕩器。
一種是皮爾斯振蕩器配置,適用于晶振和陶瓷諧振槽路。另一種為簡(jiǎn)單的分立RC振蕩器。基于晶振與陶瓷諧振槽路的振蕩器通常能提供非常高的初始精度和較低的溫度系數(shù)。
RC振蕩器能夠快速啟動(dòng),成本也比較低,但通常在整個(gè)溫度和工作電源電壓范圍內(nèi)精度較差,會(huì)在標(biāo)稱輸出頻率的5%至50%范圍內(nèi)變化。
但其性能受環(huán)境條件和電路元件選擇的影響。需認(rèn)真對(duì)待振蕩器電路的元件選擇和線路板布局。在使用時(shí),陶瓷諧振槽路和相應(yīng)的負(fù)載電容必須根據(jù)特定的邏輯系列進(jìn)行優(yōu)化。具有高Q值的晶振對(duì)放大器的選擇并不敏感,但在過驅(qū)動(dòng)時(shí)很容易產(chǎn)生頻率漂移(甚至可能損壞)。
參考資料來源:百度百科-石英晶體振蕩器
晶體振蕩器工作原理
晶體振蕩器工作原理:晶振具有壓電效應(yīng),即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形,反過來如外力使晶片變形,則兩極上金屬片又會(huì)產(chǎn)生電壓。
有一些電子設(shè)備需要頻率高度穩(wěn)定的交流信號(hào),而LC振蕩器穩(wěn)定性較差,頻率容易漂移(即產(chǎn)生的交流信號(hào)頻率容易變化)。在振蕩器中采用一個(gè)特殊的元件——石英晶體,可以產(chǎn)生高度穩(wěn)定的信號(hào),這種采用石英晶體的振蕩器稱為晶體振蕩器。
晶振具有壓電效應(yīng),即在晶片兩極外加電壓后晶體會(huì)產(chǎn)生變形,反過來如外力使晶片變形,則兩極上金屬片又會(huì)產(chǎn)生電壓。晶體振蕩器具有正逆壓電效應(yīng)這一物理特性,可以產(chǎn)生非常微弱的周期性振蕩信號(hào),信號(hào)再經(jīng)過放大、濾波等環(huán)節(jié)后即可作為信號(hào)源使用。
晶體振蕩器的特性
如果給晶片加上適當(dāng)?shù)慕蛔冸妷海蜁?huì)產(chǎn)生諧振(諧振頻率與石英斜面傾角等有關(guān)系,且頻率一定)。晶振利用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體,在共振的狀態(tài)下工作可以提供穩(wěn)定、精確的單頻振蕩。
在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。利用該特性,晶振可以提供較穩(wěn)定的脈沖,廣泛應(yīng)用于微芯片的時(shí)鐘電路里。晶片多為石英半導(dǎo)體材料,外殼用金屬封裝。晶振常與主板、南橋、聲卡等電路連接使用。晶振可比喻為各板卡的“心跳”發(fā)生器,如果主卡的“心跳”出現(xiàn)問題,必定會(huì)使其他各電路出現(xiàn)故障。
以上內(nèi)容參考百度百科-晶體振蕩器
芯片內(nèi)部是如何做的
芯片內(nèi)部制造工藝:
芯片制造的整個(gè)過程包括芯片設(shè)計(jì)、芯片制造、封裝制造、測(cè)試等。芯片制造過程特別復(fù)雜。
首先是芯片設(shè)計(jì),根據(jù)設(shè)計(jì)要求,生成“圖案”
1、晶片材料
硅片的成分是硅,硅由石英砂精制而成。硅片經(jīng)硅元素(99.999%)提純后制成硅棒,成為制造集成電路的石英半導(dǎo)體材料。芯片是芯片制造所需的特定晶片。晶圓越薄,生產(chǎn)成本就越低,但對(duì)工藝的要求就越高。
2、晶圓涂層
晶圓涂層可以抵抗氧化和溫度,其材料是一種光致抗蝕劑。
3、晶圓光刻顯影、蝕刻
首先,在晶圓(或基板)表面涂覆一層光刻膠并干燥。干燥的晶片被轉(zhuǎn)移到光刻機(jī)上。通過掩模,光將掩模上的圖案投射到晶圓表面的光刻膠上,實(shí)現(xiàn)曝光和化學(xué)發(fā)光反應(yīng)。曝光后的晶圓進(jìn)行二次烘烤,即所謂曝光后烘烤,烘烤后的光化學(xué)反應(yīng)更為充分。
最后,顯影劑被噴在晶圓表面的光刻膠上以形成曝光圖案。顯影后,掩模上的圖案保留在光刻膠上。糊化、烘烤和顯影都是在均質(zhì)顯影劑中完成的,曝光是在平版印刷機(jī)中完成的。均化顯影機(jī)和光刻機(jī)一般都是在線操作,晶片通過機(jī)械手在各單元和機(jī)器之間傳送。
整個(gè)曝光顯影系統(tǒng)是封閉的,晶片不直接暴露在周圍環(huán)境中,以減少環(huán)境中有害成分對(duì)光刻膠和光化學(xué)反應(yīng)的影響。
4、添加雜質(zhì)
相應(yīng)的p和n半導(dǎo)體是通過向晶圓中注入離子而形成的。
具體工藝是從硅片上的裸露區(qū)域開始,將其放入化學(xué)離子混合物中。這個(gè)過程將改變摻雜區(qū)的傳導(dǎo)模式,使每個(gè)晶體管都能打開、關(guān)閉或攜帶數(shù)據(jù)。一個(gè)簡(jiǎn)單的芯片只能使用一層,但一個(gè)復(fù)雜的芯片通常有許多層。
此時(shí),該過程連續(xù)重復(fù),通過打開窗口可以連接不同的層。這與多層pcb的制造原理類似。更復(fù)雜的芯片可能需要多個(gè)二氧化硅層。此時(shí),它是通過重復(fù)光刻和上述工藝來實(shí)現(xiàn)的,形成一個(gè)三維結(jié)構(gòu)。
5、晶圓
經(jīng)過上述處理后,晶圓上形成點(diǎn)陣狀晶粒。用針法測(cè)試了各晶粒的電學(xué)性能。一般來說,每個(gè)芯片都有大量的晶粒,組織一次pin測(cè)試模式是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,這就要求盡可能批量生產(chǎn)相同規(guī)格型號(hào)的芯片。數(shù)量越大,相對(duì)成本就越低,這也是主流芯片設(shè)備成本低的一個(gè)因素。6、封裝
同一片芯片芯可以有不同的封裝形式,其原因是晶片固定,引腳捆綁,根據(jù)需要制作不同的封裝形式。例如:DIP、QFP、PLCC、QFN等,這主要取決于用戶的應(yīng)用習(xí)慣、應(yīng)用環(huán)境、市場(chǎng)形態(tài)等外圍因素。
6、測(cè)試和包裝
經(jīng)過上述過程,芯片生產(chǎn)已經(jīng)完成。這一步是測(cè)試芯片,去除有缺陷的產(chǎn)品,并包裝。
擴(kuò)展資料:
芯片組是一組集成電路“芯片”一起工作,并作為產(chǎn)品銷售。它負(fù)責(zé)將計(jì)算機(jī)的核心微處理器與機(jī)器的其他部件連接起來。它是決定主板級(jí)別的重要組件。過去,芯片組是由多個(gè)芯片組成,逐漸簡(jiǎn)化為兩個(gè)芯片。
在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域,芯片組通常是指計(jì)算機(jī)主板或擴(kuò)展卡上的芯片。在討論基于英特爾奔騰處理器的個(gè)人電腦時(shí),芯片組這個(gè)詞通常指兩種主要的主板芯片組:北橋和南橋。芯片組制造商可以,而且通常是獨(dú)立于主板的。
例如,PC主板芯片組包括NVIDIA的NFORCE芯片組和威盛電子公司的KT880,它們都是為AMD處理器或許多英特爾芯片組開發(fā)的。
單芯片芯片組已經(jīng)推出多年,如sis 730。
晶振的原理及作用?
晶振用一種能把電能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的晶體在共振的狀態(tài)下工作,以提供穩(wěn)定,精確的單頻振蕩。在通常工作條件下,普通的晶振頻率絕對(duì)精度可達(dá)百萬分之五十。高級(jí)的精度更高。有些晶振還可以由外加電壓在一定范圍內(nèi)調(diào)整頻率,稱為壓控振蕩器(VCO)。
晶振的作用是為系統(tǒng)提供基本的時(shí)鐘信號(hào)。通常一個(gè)系統(tǒng)共用一個(gè)晶振,便于各部分保持同步。有些通訊系統(tǒng)的基頻和射頻使用不同的晶振,而通過電子調(diào)整頻率的方法保持同步。
晶振通常與鎖相環(huán)電路配合使用,以提供系統(tǒng)所需的時(shí)鐘頻率。如果不同子系統(tǒng)需要不同頻率的時(shí)鐘信號(hào),可以用與同一個(gè)晶振相連的不同鎖相環(huán)來提供。
擴(kuò)展資料
晶振是石英晶體諧振器(quartz crystal oscillator)的簡(jiǎn)稱,也稱有源晶振,它能夠產(chǎn)生中央處理器(CPU)執(zhí)行指令所必須的時(shí)鐘頻率信號(hào),CPU一切指令的執(zhí)行都是建立在這個(gè)基礎(chǔ)上的,時(shí)鐘信號(hào)頻率越高,通常CPU的運(yùn)行速度也就越快。
只要是包含CPU的電子產(chǎn)品,都至少包含一個(gè)時(shí)鐘源,就算外面看不到實(shí)際的振蕩電路,也是在芯片內(nèi)部被集成,它被稱為電路系統(tǒng)的心臟。
參考資料百度百科——晶振