基本壓電晶體單元英文解釋翻譯、基本壓電晶體單元的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【電】 fundamental piezoelectric crystal unit
分詞翻譯:
基本的英語翻譯:
basic; essence
壓電晶體單元的英語翻譯:
【電】 piezoelectric crystal unit
專業解析
基本壓電晶體單元(Fundamental Piezoelectric Crystal Element)是指構成壓電器件核心功能的最小、最基礎的壓電材料結構單元。它通常指一片具有特定切割取向和幾何形狀的單晶壓電材料(如石英晶體),能夠實現電能與機械能之間的相互轉換。以下是詳細解釋:
1. 壓電效應原理
- 正壓電效應:當對基本壓電晶體單元施加機械應力或應變時,其内部晶格結構發生形變,導緻正負電荷中心分離,從而在晶體表面産生電荷(電壓)。公式表示為:
$$
D = d cdot T
$$
其中 (D) 為電位移,(d) 為壓電常數,(T) 為應力張量。
- 逆壓電效應:對晶體施加電場時,晶格結構受電場力作用産生形變(應變)。公式為:
$$
S = d^T cdot E
$$
其中 (S) 為應變,(E) 為電場強度。這種雙向能量轉換特性是壓電器件工作的物理基礎。
2. 結構與材料特性
- 晶體結構:以石英(SiO₂)為例,其晶胞為矽氧四面體沿Z軸螺旋排列,對稱性(如三方晶系)決定壓電性能的各向異性。
- 切割取向:晶片的切割角度(如AT切、BT切)直接影響其諧振頻率、溫度系數和機電耦合效率。例如AT切石英晶片在25°C附近具有零溫度系數拐點,適用于高穩定振蕩器。
- 關鍵參數:包括壓電常數((d_{ij}))、機電耦合系數((k))、機械品質因數((Q_m))和頻率常數((N)),共同決定單元的能量轉換效率。
3. 核心功能與應用
- 頻率控制:作為晶體諧振器(Crystal Resonator)的核心,利用機械共振特性産生穩定電信號,精度可達ppm級,廣泛用于時鐘電路和通信系統。
- 傳感與執行:在傳感器中(如壓力/加速度傳感器),外力作用産生電荷信號;在執行器中(如超聲換能器),電場驅動産生精密位移或振動。
- 信號處理:用于濾波器、延遲線等,通過壓電效應實現電信號與聲波(體波或表面波)的轉換與處理。
4. 技術标準與規範
根據IEEE标準176-1987,基本壓電晶體單元的性能需通過諧振頻率測試、阻抗分析及溫度特性校準。例如石英晶體的頻率公差需符合IEC 60679标準,工業級器件通常要求±50ppm精度。
權威參考來源:
- 《壓電學原理》(Principles of Piezoelectricity) - Cady, W.G. 著,定義壓電效應基礎理論。
- IEEE标準176 - "壓電晶體諧振器測試方法",規範性能參數測量。
- 《壓電材料與器件》(Piezoelectric Materials and Devices) - APC International Ltd. 技術手冊,詳述晶體切割與應用設計。
- IEC 60679标準 - "石英晶體控制振蕩器",規定頻率穩定性要求。
網絡擴展解釋
“基本壓電晶體單元”是電子學領域的一個術語,其核心含義和特點如下:
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定義與功能
指利用壓電效應實現電能與機械能轉換的基礎晶體元件。壓電效應指某些晶體材料(如石英)在受到機械應力時産生電荷(正壓電效應),或施加電場時發生形變(逆壓電效應)的特性。這種單元通常作為振蕩器、濾波器等電路的核心組件。
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結構特點
作為“基本”單元,其設計通常為标準化的最小功能結構,可能包含單一壓電晶體片、電極等基礎部件,用于産生穩定的頻率信號。
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應用場景
常見于鐘表、通信設備、傳感器等精密電子裝置中。例如,石英晶體振蕩器通過壓電效應維持高精度時間基準。
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相關術語擴展
在技術文獻中,類似概念包括“單晶體管單元”(微型電路設計)、“功率晶體管開關單元”(電力控制模塊)等,但壓電晶體單元更側重能量轉換特性。
如需進一步了解壓電晶體的物理原理或具體電路應用,可參考電子工程領域的專業資料。
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