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过度驱动的TXC石英晶体的老化性能分析

来源：http://www.yijindz.com 作者：亿金电子 2019年04月29

晶振是电子产品必不可少的一种频率元件,根据产品使用需求设计选型.当然除了晶振必须的参数,晶振的驱动以及老化等信息也是技术工程所考虑的范围.下面亿金电子将给大家介绍过度驱动的TXC石英晶体的老化性能分析.
即使在晶振设计初期做好了准备,还是会有客户发现他们所设计的产品会过度驱动石英晶振,但是板子又已经设计好,客户不能再调整CL,也不能进行添加Rd,当然也不好更改更大尺寸的晶振.
晶振晶体在高温使用奇怪下老化情况会出现的更快.如图我们所研究的是2520晶振,2.5x2.0mm 20MHZ石英贴片晶振,典型的Co为0.64pF,CL为16pF,Cl（运动电容）为1.95fF,和Rm约为25.
最大驱动器级别规格为100μW.频率规格在25±3℃时<7ppm,在-20至70℃下<10ppm,和<3ppm第一年老化.石英晶体去了通过常规可靠性资格包括加速老化试验（在100μW耗散下）通过老化和石英的高温储存谐振器的寿命评估,在85oC下进行1000小时石英晶体减少了在测试结束时超过1ppm.两套（六套设备每个）相同的石英晶体经历了相同的在650μW和950μW耗散下进行加速老化测试分别使用7400IC,C1=C2=15pF.该第一组在85℃下老化至1000小时（图6）.第二组在85oC下老化至1500小时（图7）.

图6的650W耗散时的加速老化测试

图7的950W耗散时的加速老化测试

1000小时后,第二盘以3比5落败1000小时后达到ppm,1500时达到3.5至6ppm小时.第二集也开始显示出来的迹象稳定在~1100小时.没有显着增加观察到所有12个石英晶体的Rm.作为晶振晶体的总频率为17ppm允许在25oC加上温度范围操作和振荡器预计不会运行持续在85oC,客户可能应该这样做他们的振荡器从频率上没有问题从Rm比的漂移和负阻力来看即使他们驾驶这种特殊的石英晶体方式超过规范.
小尺寸（2.5mmx2.0mm）20MHz石英晶体,去了最大驱动器水平100μW,通过加速老化在85oC至1000小时650μW功耗和950μW耗散时的1500小时分别.正如所料,高于正常漂移（在这种情况下）观察石英晶振频率高驱动.石英晶体虽然经历过没有运动阻力显着增加,没有灾难性的失败（晶体破裂或破碎）是可以检测到的,这无疑是个极大的好消息.

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