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石英晶振与MEMS硅晶振:比较与特点

浏览: 作者:布鲁斯吴 来源: 时间:2023-08-24 分类:晶振百科
MEMS硅晶振在质量稳定性抗冲击性交货周期尺寸及可编程性方面具有优势,逐渐渗透到要求小型化的市场和特定应用领域


随着时间的推移,石英晶振已经垄断市场,但在某些应用领域,MEMS硅可编程晶振成为首选。为何如此?这两者有何区别?让我们来看看这两种晶振的特点。


一致性与稳定性:MEMS硅晶振胜于石英晶振


不同频率的石英晶振对应不同的切割角度和方式,使得小型化后的质量难以保持稳定。同时,老化可能导致惰性气体“漏气”,进而引发故障。与之不同,MEMS硅晶振采用半导体工艺,确保了产品质量的一致性;硅晶振使用先进工艺进行真空密封,无“气密性”问题。测试数据表明,硅晶振平均无故障工作时间可高达5亿小时。


即时生产力:MEMS硅晶振优于石英晶振


石英晶振的生产过程包括切割、镀银、封装、测试、老化等,通常需要8-16周的生产周期。而MEMS硅晶振加工厂备有大量MEMS谐振晶片及CMOS晶片,仅需简单封装测试即可交货,大大缩短了交货周期。


抗冲击性:MEMS硅晶振优于石英晶振


石英晶振的频率与晶片厚度成反比,太薄容易碎裂。相比之下,MEMS硅晶振轻巧的设计和先进的架构,使其更具抗冲击能力。测试数据显示,硅晶振抗冲击性是石英晶振的10倍以上。


可编程性:MEMS硅晶振优于石英晶振


传统石英晶振的输出频率和频率稳定性受切割形状、厚度等制约,缺乏灵活性。MEMS硅晶振可通过设备编程,实现频率、电压、精度等参数的控制。


频率温度特性:石英晶振优于MEMS硅晶振


石英晶振的温度特性呈现连续的曲线,而带温调功能的石英晶体振荡器能在较大温度范围内保持稳定。MEMS硅晶振的频率公差随温度呈线性变化,需要使用小数分频锁相环电路进行补偿。


相位抖动:石英晶振优于MEMS硅晶振


MEMS硅晶振使用锁相环电路补偿,温度点的振荡频率不连续性可能导致输出信号相位变化。测试显示,石英晶振的相位抖动在某些频率范围内优于硅晶振。


电流消耗:石英晶振优于MEMS硅晶振


在特定条件下,石英晶体振荡器的电流消耗较低,而MEMS硅晶振的结构复杂,电流消耗相对较高。


起振特性:石英晶振优于MEMS硅晶振


测试结果显示,石英晶体振荡器能在较短时间内实现稳定起振,而MEMS硅晶振需要更长时间。


频率稳定度:石英晶振优于MEMS硅晶振


在一定条件下,石英晶振的频率稳定性优于MEMS硅晶振。


综上所述,根据各类实验和市场数据,我们总结了石英晶振和MEMS硅晶振的差异。MEMS硅晶振在质量稳定性、抗冲击性、交货周期、尺寸及可编程性方面具有优势,逐渐渗透到要求小型化的市场和特定应用领域。石英晶振在精度、耗电量和相位抖动等方面优势明显,广泛应用于卫星通信、航空航天和消费类电子产品等领域。