石英晶片的7种常见切割方式，你了解吗？

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石英晶片的7种常见切割方式，你了解吗？ [复制链接]

石英晶体振荡器在现代电子领域占据着举足轻重的地位，尤其在谐振器和时钟应用方面发挥着巨大的作用。然而，为了获得期望的稳定性和性能，石英晶体的切割方式显得至关重要。不同的切割方式，如AT-cut、CT-cut、SC-cut等，对晶体的振动模式、频率的稳定性和温度系数等特性产生深远的影响。因此，了解水晶切割及其对性能的影响是确保获得期望整体性能的关键，下面我们一起来了解石英晶体的7种切割方式。

1、AT-cut：

AT切割是最常见和广泛使用的水晶切割之一。它于1934年开发，并在石英晶体中使用。AT切割的特点是将晶体的X轴与Z(光)轴倾斜35°15'的方式进行切割。它具有厚度剪切振动模式，并在频率-温度曲线上呈现正弦曲线。频率常数为1.661 MHz·mm。

AT切割的频率-温度曲线在25~35℃之间有一个拐点。AT切割是这些切割中最常用的一种。据估计，目前生产的石英晶体90%以上是AT切割的。其广泛用于电子仪器等应用，频率范围为500KHz至300MH

2、BT-cut：

BT切割是一种类似于AT切割的特殊切割方式。与AT切割不同的是，BT切割将晶体板与Z轴成49°角切割。这种切割方式以厚度切割模式振动，通常用于0.5到200MHz的频率。它使用与z轴成49°的角度切割，具有可重复的特性，频率常数为2.536 MHz/mm。然而，其温度稳定性特性不如AT切割，但由于其较高的频率常数，可以更容易地用于高频率操作。其频率范围为500KHz至200MHz。

 

3、CT-cut：

CT-切割石英晶体，它在温度变化时频率变化极小，因此常常被应用于温度补偿振荡器(TCXO)。

在温度补偿振荡器(TCXO)中，CT-切割石英晶体的稳定性表现得尤为出色。这种晶体的特殊切割方式及其独特的晶格结构，使其在温度变化时频率变化极小。这种几乎不受温度影响的高精度频率输出，使得CT-切割石英晶体在众多需要高精度频率控制的领域中备受青睐。无论是通信、导航，还是测量等领域，CT-切割石英晶体都以其卓越的性能和稳定性发挥着至关重要的作用。它的使用大大提高了这些设备的准确性和稳定性，使它们能够在各种复杂的环境条件下保持可靠的运行。

 

4、SC-cut：

SC切割是一种特殊的切割方式，于1974年开发。它适用于具有低相位噪声和良好老化特性的恒温稳定振荡器。SC切割对机械应力不太敏感，具有较快的预热速度、较高的Q值、较好的近端相位噪声以及对振动和重力矢量空间方向的敏感度较低。频率常数为1.797 MHz·mm。SC切割适用于0.5至3200MHz的频率范围，但制造工艺较为复杂。其频率范围为500KHz至200MHz。

 

5、GT-cut：

GT切割是在-25至+75°C范围内具有接近于零的温度系数。这是通过两种不同振动模式之间的相互抵消效应实现的。GT切割旨在最大程度减小在该特定温度范围内随温度变化而引起的频率变化，因此适用于对温度稳定性要求较高的应用。通常用于大约0.1到2.5MHz的频率，并且使用振动的宽度扩展模式。它以51°7'的角度切割，由于温度系数不同的两种振动模式相互抵消，因此温度系数在+25℃到+ 75℃之间几乎为零。这种抵消效应有助于降低晶体的整体温度敏感性，从而实现更稳定的频率响应。其频率范围为100KHz至3MHz。

 

6、IT-cut：

IT切割与SC切割非常相似，适用于约500KHz至200MHz的频率范围。它使用厚度剪切模式，并具有较高的频率常数。IT切割的特点是在80-90°C的温度范围内工作，克服了在这些温度下使用SC切割的困难。IT切割的上转点介于85至105°C之间，但相比SC切割，它的机械应力敏感性较低。其频率范围为500KHz至200MHz

 

7、XY-cut：

XY切割是一种常见的水晶切割方式，主要适用于低频应用。它采用了长宽弯曲模式，频率通常在5kHz至100kHz之间。

XY切割的特点包括：

低频率范围：XY切割适用于需要较低频率操作的应用。常见的应用频率包括32.768kHz，这在实时时钟和晶振中非常常见。

低阻抗：XY切割的晶片具有较低的阻抗，这使得它们适合与低阻抗电路和电子设备配合使用。

经济实用：由于其较低的频率和相对简单的制备工艺，XY切割的水晶器件通常比其他切割方式更经济实用。

 

通过深入了解不同切割方式的特点和适用范围，设计和制造电子设备时，选择适合特定应用的石英晶体类型和切割方式是至关重要的。AT-cut作为最常见和广泛使用的切割方式，提供了广泛的频率范围和稳定性，使其成为许多电子仪器的首选。同时，BT-cut、SC-cut、GT-cut和IT-cut等特殊切割方式也在特定应用中展现出独特的优势。

 

随着技术的不断进步，新型的石英晶体切割方式和制造工艺正在不断开发中，以满足不断发展的电子设备对性能和稳定性的更高要求。因此，对石英晶体切割方式及其对性能的影响进行深入研究和理解将有助于推动现代电子技术的发展。