微型化是電子工業的一個持續趨勢。可穿戴設備、智能家居設備、移動設備、汽車應用中的電子產品...-這些只是需要越來越小元件的應用的幾個例子。每個電子元件制造商都在努力將越來越小的元件推向市場。但是這種尺寸的減小會在設計過程中引起不同的問題。為了幫助解決這些問題，本博客將重點討論縮小石英晶振尺寸對設計的影響。

首先，可以說晶體的尺寸越小，共振頻率越高。對于石英，石英坯體的厚度和共振頻率之間的關系成反比。這意味著當坯料變薄時，頻率會增加。相反，這意味著需要更厚的空白以獲得更低的頻率。由于更小的封裝也更薄，因此物理上不再可能在2.0x1.6mm封裝中提供低于16MHz的頻率或在1.6x1.2mm貼片晶振封裝中提供低于24MHz的頻率。當從較大尺寸切換到較小尺寸時，需要考慮到這一點。

較小晶體的另一個特征是等效串聯電阻（ESR）較高。晶體的ESR取決于幾個參數，如頻率、晶體尺寸、電極尺寸和安裝結構。但一般來說，石英晶振晶體越小，ESR越高。在設計評估期間，需要考慮ESR，以確保能夠保證穩定的振蕩。穩定振蕩的特征是安全系數為5或更高。安全系數通常也稱為負電阻比，由負電阻與ESR之比定義。安全系數的公式可在公式（1）中找到。

電路中的負電阻可以通過增加一個與晶體串聯的電位計來測量，如圖1所示。電位器的電阻需要增加，直到晶振晶體停止振蕩-這個電阻值標記為RADDmax。帶RADDmax并且可以計算晶體的最大ESR、負電阻和安全系數。

如果ESR增加，安全系數會降低。因此，無法再保證晶體的安全振蕩（SF ‹ 5）。事實上，如果在舊設計中用較小的晶體取代較大的晶體，這種情況很容易發生。

但在這種情況下，如何提高安全系數并保證穩定振蕩呢？提高負電阻和安全系數的最簡單方法是降低Ca和Cb。降低C時a和Cb它會引起R注意缺陷障礙 (Attention Deficit Disorder)在振蕩停止的點更高。這導致負電阻的改善和安全系數的增加。這就是為什么較小的晶體通常以較低的負載電容出售。因此，當考慮從較大的石英晶振更換為較小的晶振時，應該記住這也需要更換電容。

降低C時需要考慮的其他事項a和Cb是修剪。在最近的一篇博客中，我們已經討論了負載電容和整體調整。通常可以說，由于坯料和電極的尺寸，較大晶體的微調較高。此外，當降低電路中的負載電容時，調整會增加。現在，當用更小的晶體重新設計電路時，可以預期調整會更小，因此頻率會更穩定。但正如上一節所述，電路中的負載電容需要降低，以保持負電阻和安全系數，因此調整會增加。因此，當用較小的晶體替換較大的晶體時，整體修整將保持不變甚至增加。因此，小晶振設計過程中的一個重要步驟是為C選擇正確的電容a和Cb并評估電路中的正確負載電容。只有這樣才能保證晶體在其規格范圍內振蕩。

石英晶體諧振器	型號	頻率	負載電容	頻率公差	頻率穩定性
LFXTAL081314REEL	IQXC-240	37.4MHz	5.00pF	±7ppm	±15ppm
LFXTAL081316REEL	IQXC-240	38.4MHz	5.00pF	±7ppm	±15ppm
LFXTAL072539REEL	IQXC-26	24.0MHz	8.00pF	±15ppm	±15ppm
LFXTAL069528REEL	IQXC-26	48.0MHz	8.00pF	±15ppm	±15ppm
LFXTAL081620CUTT	IQXC-26	48.0MHz	8.00pF	±10ppm	±20ppm
LFXTAL078795CUTT	IQXC-42	16.0MHz	8.00pF	±15ppm	±50ppm
LFXTAL081780RL3K	IQXC-42	16.0MHz	8.00pF	±10ppm	±20ppm
LFXTAL081781RL3K	IQXC-42	16.0MHz	8.00pF	±10ppm	±20ppm
LFXTAL081821CUTT	IQXC-42	16.0MHz	12.00pF	±10ppm	±15ppm
LFXTAL082887RL3K	IQXC-42	16.0MHz	10.00pF	±10ppm	±30ppm
LFXTAL059585CUTT	IQXC-42	20.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL059585REEL	IQXC-42	20.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL059585RL3K	IQXC-42	20.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL064174RL3K	IQXC-42	24.0MHz	12.00pF	±30ppm	±30ppm
LFXTAL066139CUTT	IQXC-42	24.0MHz	10.00pF	±20ppm	±20ppm
LFXTAL069476RL3K	IQXC-42	24.0MHz	12.00pF	±10ppm	±10ppm
LFXTAL069493CUTT	IQXC-42	24.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL069493REEL	IQXC-42	24.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL069493RL3K	IQXC-42	24.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL072577RL3K	IQXC-42	24.0MHz	18.00pF	±10ppm	±20ppm
LFXTAL076411CUTT	IQXC-42	SMD晶振	10.00pF	±10ppm	±10ppm
LFXTAL076411RL3K	IQXC-42	24.0MHz	10.00pF	±10ppm	±10ppm
LFXTAL081531RL3K	IQXC-42	24.0MHz	8.00pF	±10ppm	±20ppm
LFXTAL081646RL3K	IQXC-42	24.0MHz	8.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL082123CUTT	IQXC-42	24.0MHz	8.00pF	±10ppm	±15ppm
LFXTAL082123RL3K	IQXC-42	24.0MHz	8.00pF	±10ppm	±15ppm
LFXTAL090516RL3K	IQXC-42	24.0MHz	12.00pF	±50ppm	±50ppm
LFXTAL054026CUTT	IQXC-42	25.0MHz	18.00pF	±25ppm	±30ppm
LFXTAL059552REEL	IQXC-42	25.0MHz	12.00pF	±20ppm	±30ppm
LFXTAL064933CUTT	IQXC-42	25.0MHz	10.00pF	±30ppm	±30ppm
LFXTAL066140CUTT	IQXC-42	25.0MHz	10.00pF	±20ppm	±20ppm
LFXTAL069494BULK	IQXC-42	25.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm
LFXTAL069494CUTT	IQXC-42	25.0MHz	10.00pF	±15ppm	±20ppm

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