晶体

据外媒报道，自古以来，水晶一直吸引着人们。即使人们知道这一切都是由原子和电子之间的吸引和排斥的简单相互作用造成，但这种魔力也不会停止。现在，由来自苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)量子电子学研究所的Ataç Imamoğlu教授领导的研究团队现在制造出了一种非常特殊的晶体。

很多MCU开发者对MCU晶体两边要各接一个对地电容的做法表示不理解，因为这个电容有时可以去掉。笔 者参考了很多书籍，却发现书中讲解的很少，提到最多的往往是：对地电容具稳定作用或相当于负载电容等，都没有很深入地去进行理论分析。而另外一方面，很多 爱好者都直接忽略了晶体旁边的这两个电容，他们认为按参考设计做就行了。但事实上，这是MCU的振荡电路，又称“三点式电容振荡电路”，如图1所示。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2018-10/wen_zhang_/100014949-50462-wd.p…; alt=“图1：MCU的三点式电容振荡电路”></center><center><i>图1：MCU的三点式电容振荡电路</i></center>

其中，Y1是晶体，相当于三点式里面的电感；C1和C2是电容，而5404和R1则实现了一个NPN型三极管（大家可以对照高频书里的三点式电容振荡电路）。

<strong>1. 晶振与晶体的区别</strong>

1) 晶振是有源晶振的简称，又叫振荡器。英文名称是oscillator。晶体则是无源晶振的简称，也叫谐振器。英文名称是crystal.

2) 无源晶振(晶体)一般是直插两个脚的无极性元件，需要借助时钟电路才能产生振荡信号。常见的有49U、49S封装。

3) 有源晶振(晶振)一般是表贴四个脚的封装，内部有时钟电路，只需供电便可产生振荡信号。一般分7050、5032、3225、2520几种封装形式。

<strong>2. MEMS硅晶振与石英晶振区别</strong>

MEMS硅晶振采用硅为原材料，采用先进的半导体工艺制造而成。因此在高性能与低成本方面，有明显于石英的优势，具体表现在以下方面：

1) 全自动化半导体工艺(芯片级)，无气密性问题，永不停振。

2) 内部包含温补电路，无温漂，-40—85℃全温保证。

3) 平均无故障工作时间5亿小时。

4) 抗震性能25倍于石英振荡器。

5) 支持1-800MHZ任一频点，精确致小数点后5位输出。

6) 支持1.8V、2.5V、2.8V、3.3V多种工作电压匹配。

<strong>1.晶体和晶振</strong>
通常，我们会将“晶体”（Crystal）和“晶振”（Oscillator）都叫成“晶振”，这种叫法并不恰当。
无源晶体是有两个引脚的无极性元件，如图1(a)。正常工作时，需要借助外部电路产生振荡信号，自身并不需要单独外加电源。

<center><img src="http://mouser.eetrend.com/files/2017-03/wen_zhang_/100005397-17047-1.jp…; alt="图1 晶体和晶振"></center>
<center><i>图1 晶体和晶振</i></center>

而有源晶振一般有四个引脚，如图1(b)，其内部集成石英晶体、晶体管、电阻电容等元件。晶振是一个完整的振荡器，只需要外加适当电源就能正常工作，无需其他外加电路。