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晶體元件在電子器件中不可缺

作者： 時間：2008-06-12 來源：中國儀表展覽網
　　在日本，人們把半導體(IC)稱作“產業之米”，晶體元件則被當作“產業之鹽”。鹽不但是調味品，也是人體必需的的物質，晶體元件在電子器件中同樣不可缺。

　　晶體元件用途廣泛

　　根據Epson Toyocom公司的調查，2007年“產業之鹽”已經形成了一個4510億日元（1美元兌換106日元）的巨大市場，以手機和數碼相機的穩定增長為基礎，在汽車電子的拉動下，這個市場到2010年將增長到6490億日元。“晶體元件的用途廣泛，能夠覆蓋所有的電子器件，根本因素是因為晶體的物理特性。” Epson Toyocom 商品企畫戰略部宮澤輝久科長總結認為。

　　晶體的物理特性可以分為壓電現象，送壓電現象以及光學特性。前兩者在生活中的應用很廣泛，最具代表性的就是石英鐘表。宮澤輝久解釋說，晶體在收到機械應力后，表面會產生電偶極子；相反，對晶體施以電壓，則晶體會在特定方向上會產生變形。如果在晶體上施加交變電場，則晶體結晶將產生機械振動，當外加電場的頻率和晶體的固有振蕩頻率一致時，則出現晶體的諧振。這一特性可以用作定時和傳感元器件。
　
　　光學元器件是指利用了水晶或玻璃等所具有的光學方面的特性的元器件。通常光具有速度快、直進的特性,光學元器件有時將其遮攔,有時將其反射,有時將其彎曲,改變光的狀態,在電子設備中得到了多彩地利用。OLPF（Optical Low Pass Filter）是使用水晶的十分具有代表性的元器件。在電視機或數碼相機的圖像中,可以發現條紋的襯衫或領帶的模樣的閃亮很刺眼。這就是被稱為“波紋效應”的現象,想除去這種帶狀的閃亮,忠實地表現美麗精彩的畫面時，就可以利用OLPF的“雙折射的特性”來實現。

　　身邊的晶體元器件

　　根據這三種物理特性，晶體可以用作定時、傳感和光學元器件。這些晶體元器件已經被大量的用在手機，汽車電子、數碼相機等眾多數碼電子產品中。
例如在手機中就包括：

　　TCXO（溫度補償晶體振蕩器）：通過溫度補償回路,減少由溫度引起的頻率變化。它應用于對手機來說最重要的無線回路（RF回路）或GPS回路中。所以不管在炎夏的海灘,還是在嚴冬的滑雪場,都能使用手機。

　　陀螺儀傳感器：檢測手抖等運動傳感，捕捉角度的變化是陀螺儀傳感器的重要任務。“手”是指拿著相機的,以人的關節為中心的旋轉運動。檢測旋轉運動的角速度,瞬間逆方向改變光學系統部品或CCD,修正圖像的抖動。不僅是防抖補正功能,而且正在探討將來運用到運動傳感等方面的新產品中去。

　　音叉型晶體/實時時鐘模塊：手機的時鐘功能是利用音叉型晶體發出的正確的頻率的工作原理。實時時鐘模塊是在音叉型晶體上裝配了時鐘用IC的復合產品。當處于待機狀態等不需要高速運作時,通過使用音叉型晶體,降低手機整體的消耗電流。

　　VCXO（壓控晶體振蕩器）：由來自外部的控制電壓改變頻率，接收1Seg播放信號時,VCXO是非常有力的助手。在AT型晶體單元中附加了振蕩回路和電壓控制功能的振蕩器可通過控制電壓改變振蕩頻率。不斷地追蹤基地發出的電波的偏離,起到與基地的頻率保持同期的作用。

　　SAW（聲表面波濾波器）：手機的內部外部有各種各樣的電波，在各種電波中,只讓想使用的頻率通過,這就是聲表面波(SAW)濾波器的任務。

　　區別于手機的是，在數碼相機中增加了OLPF（光學低通濾波器）。在拍攝時，帶狀、網狀等、拍攝規律排列的物體時顯現出的線狀的混淆,通過帶有水晶光學特性的OLPF,就能避免數字圖像中會出現的波紋。

　　隨著汽車電子化的深入，一輛汽車中所使用的晶體元器件大約有數十個至數百個之多。汽車MCU的時鐘裝置中使用AT型晶體和SPXO,無線回路（RF回路）或GPS回路中使用TCXO,TV調諧器中搭載了VCXO。在“遙控鎖”中使用了蝕刻型晶體、SAW諧振器、聲表面波(SAW)濾波器,通過發出或接收電波,控制上鎖等功能。由傳感器進行診斷與監視的系統中也使用了晶體元器件，可以檢測出車輛自身的排氣裝置的故障,保有故障內容履歷的“OBD（車載式故障診斷系統）”、混合動力車的蓄電池監視系統等中使用了實時時鐘模塊。相比一般的應用，汽車用晶體元器件需具備有更高的信賴度。

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