Министерство науки и высшего образования Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Кафедра ______ЭиМЭ______

Реферат

по дисциплине: «Материалы и элементы электронной техники»

Тема реферата: Кварцевые резонаторы. Кристалла кварца. Типы кварцевых резонаторов. Эквивалентные параметры кварцевого резонатора. Резонансные частоты эквивалентной схемы пьезоэлектрического кварцевого резонатора.

Исполнитель: Зарипов М.В. студент 2 курса, группы АНб-21-2

(Ф.И.О.)

Магнитогорск, 2023

Содержание.

Введение.

Кристаллы кварца.

Пьезоэлектрический эффект.

Механические колебания.

Эквивалентная электрическая схема пьезорезонатора.

Конструкция кварцевого резонатора.

Устройство и принцип работы кварцевого резонатора

Типы кварцевых резонаторов

Резонансные частоты эквивалентной схемы пьезоэлектрического кварцевого резонатора

Заключение

Список литературы

Введение.

Параметры радиотехнической аппаратуры во многом определяются стабильностью частоты используемых источников опорных колебаний. Генерирование электрических колебаний и управление ими для получения необходимых электрических сигналов - основные задачи, решаемые при создании радиопередающих устройств. Непрерывно возрастающие требования к стабильности частоты генерируемых колебаний привели к широкому использованию и развитию производства кварцевых резонаторов и кварцевых полупроводниковых автогенераторов. Отличительной особенностью кварцевых генераторов является наличие высокодобротной электромеханической колебательной системы - кварцевого резонатора, изготавливаемого по отдельному от полупроводников технологическому процессу. Работа кварцевого резонатора основана на применении физического явления - пьезоэлектричества, открытого братьями Кюри в конце 19-го столетия. Применения прямого и обратного пьезоэлектрических эффектов, теории обратной связи, нелинейных режимов работы активной части генератора, дополнительных устройств, повышающих температурную стабильность частоты уже достаточно для того, чтобы рассматривать кварцевые генераторы как специфическую элементную базу, реализованную на основе сложных функциональных принципов.

Кристаллы кварца.

Кварц один из самых распространённых минералов в земной коре, породообразующий минерал большинства магматических и метаморфических пород. Свободное содержание в земной коре - 12%. Входит в состав других минералов в виде смесей и силикатов. В чистом виде кварц бесцветен или имеет белую окраску из-за внутренних трещин и кристаллических дефектов. Элементы-примеси и микроскопические включения других минералов, преимущественно оксидов железа, придают ему самую разнообразную окраску.

Имеет много разновидностей, среди которых - почти чёрный морион, фиолетовый аметист, жёлтый цитрин и т.д. Причины окраски некоторых разновидностей кварца имеют свою специфическую природу. Кварц относится к группе пьезоэлектриков - анизотропных диэлектриков, в которых наблюдаются прямой и обратный пьезоэффекты. В высокодобротных резонаторах используют кристаллический кварц.

К ристалл кварца нашел широкое научно-техническое применение благодаря превосходным механическим и электрическим свойствам. При обычных температурах (ниже 573 °С) и давлениях кристаллы кварца имеют так называемую α-модификацию и относятся к кристаллам, имеющим тригональную систему строения.

Кристалл кварца имеет оптическую неполярную ось Z, три полярные электрические оси симметрии Х под углами 120° и три соответственно перпендикулярные к ним механические полярные оси Y (на верхнем рисунке показано по одной оси X и Y). Каждая из полярных осей Х пересекает противоположные, но неравнозначные рёбра шестигранной призмы кристалла. Под полярной осью кристалла понимают прямую, проведённую через кристалл, оба конца которой неравноценны. Иными словами, при повороте кристалла на 180° вокруг любой оси, перпендикулярной к полярной, он не совмещается сам с собой. В случае с кварцем совпадение может происходить при повороте на 120°.