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平面伸缩振动模式晶片

更新时间:2026-07-05 20:42:00 大小:18K 上传用户:江岚查看TA发布的资源 标签:振动模式 下载积分:2分 评价赚积分 (如何评价?) 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、平面伸缩振动模式晶片的基本概念

平面伸缩振动模式晶片是基于压电效应制备的功能型压电晶片,其核心振动模式为晶片平面内的伸缩形变,区别于常见的厚度伸缩、厚度剪切振动模式。当对压电晶片施加特定频率的交变电场时,晶体会在平面方向产生周期性的伸长与缩短形变,这种振动模式被称为平面伸缩振动,具备该振动模式特性的压电晶片即为平面伸缩振动模式晶片。

压电材料的各向异性特征决定了不同切型的晶片会呈现不同的振动模式,平面伸缩振动模式通常出现在特定切向的压电陶瓷晶片、石英晶片以及新型压电单晶晶片之中。相较于其他振动模式,平面伸缩振动模式的谐振频率主要由晶片平面尺寸决定,而非厚度尺寸,这一特性使得该类晶片在低频应用场景中具备更大的设计灵活性。

二、平面伸缩振动模式的工作原理

2.1 压电效应基础

平面伸缩振动模式晶片的工作基础是压电材料的正、逆压电效应。当外界施加机械力使晶片在平面内发生伸缩形变时,晶体会在对应电极表面产生感应电荷,实现机械能到电能的转换,这是正压电效应的体现;反之,当在晶片电极上施加交变电场时,根据逆压电效应,晶体会在平面方向产生对应频率的伸缩形变,实现电能到机械能的转换。

压电方程是描述压电材料机电耦合关系的核心工具,对于平面伸缩振动模式,其机电耦合过程可以用二维压电方程描述:电场分量作用于平面方向,激发对应方向的应力与应变,当交变电场的频率与晶片平面伸缩振动的固有谐振频率一致时,晶片会产生谐振,此时振动幅度达到最大,机电能量转换效率最高。


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