DE1247415B

DE1247415B - Piezoelektrischer Quarzkristall mit NT- oder MT-Schnitt

Info

Publication number: DE1247415B
Application number: DE1963N0022577
Authority: DE
Inventors: Nikolaj Balakirski
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1962-01-12
Filing date: 1963-01-08
Publication date: 1967-08-17
Also published as: GB1014662A; NL273491A

Description

BVNDESREPVBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

H03h

Deutsche Kl.: 21a4-10

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

N 22577IX d/21 a4 8. Januar. 1963 . 17. August 1967

Die Erfindung betrifft einen piezoelektrischen Quarzkristall mit NT- oder MT-Schnitt. Diese Kristalltypen sind aus dem X-Schnitt-Kristall durch eine Drehung über einen Winkel von z. B. etwa 8,5° um die X-Achse — wodurch eine der langen Kanten des länglichen Kristalls z. B. unter einem Winkel von 8,5° mit der Γ-Achse zu liegen kommt — und eine zweite Drehung um diese lange Kante über einen Winkel von z. B. etwa 60 bzw. 36° abgeleitet (vgl. Heising »Quartz Crystals for Electrical Circuits«, ίο 1946, S. 213). Der NT-Kristall eignet sich zum Ausführen von Biegevibrationen, und der MT-Kristall ist von Natur ein Längenvibrator; beide Typen sind in Brückenfiltern für niedrige Frequenzen, z. B. von 10 bis 100 KHz, verwendbar.

Es ist für bestimmte Zwecke erwünscht, daß ein solches Brückenfilter eine nicht zu kleine Bandbreite hat. Bekanntlich (siehe z. B. »Archiv der Elektrischen Übertragung«, 5, H. 10, Oktober 1951, S. 456) hängt die Bandbreite vom Verhältnis C_PIC_Q zwischen der Parallel- und der Reihenkapazität im Ersatzschema des Kristalls (nach der üblicheren Bezeichnung von Heising »Quartz crystal for electrical Circuits«, S. 439, vom Verhältnis zwischen den Kapazitäten C₀ und C₁) ab. Die Erfindung bezweckt, durch Herabsetzung des erwähnten Verhältnisses eine größere Bandbreite zu erzielen.

Dieses Ziel wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die. beiden Elektroden des Kristalls, die an die beiden in der X-Richtung am weitesten voneinander entfernten Längskanten angrenzen, je um die angrenzende Kante herum bis auf die benachbarte Seitenfläche des Kristalls verlängert sind.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert. In

Fig. 1 ist die Lage des NT- oder MT-Kristalls relativ zu den Kristallachsen illustriert; in

Fig. 2 ist das Ersatzschema des Kristalls dargestellt;

Fig. 3 und 4 zeigen zwei Ausführungsbeispiele des Kristalls nach der Erfindung, in Ansicht und in der Längsrichtung gesehen.

Der längliche NT- oder MT-Kristall 1 der Fig. 1 ist derart gezeichnet, daß die Drehungen relativ zu den Kristallachsen X, Y und Z möglichst deutlich ersichtlich sind. Eine der langen Kanten des Kristalls fällt mit der als Y' angedeuteten Drehachse zusammen, die selbst durch eine Drehung um die Z-Achse über einen Winkel zwischen 0 und 8,5° erzielt ist, worauf der Kristall um die Y'-Achse um einen Winkel a. gedreht, ist, der für den NT-Kristall z. B. 60° und für den MT-Kristall z.B. 36° beträgt (s. Hei-Piezoelektrischer Quarzkristall mit NT- oder MT-Schnitt

Anmelder:

N. V. Philips' Gloeüampenfabrieken, Eindhoven (Niederlande)

Vertreter: . .

Dipl.-Ing. H. Auer, Patentanwalt, Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Als Erfinder benannt:

Nikolaj Balakirski,

Emmasingel, Eindhoven (Niederlande)

Beanspruchte Priorität:

Niederlande vom 12. Januar 1962 (273 491)

sing, S. 24). Diese Werte haben sich hinsichtlich des Temperaturkoeffizienten günstig erwiesen. Die Elektroden (in Fig. 1 übersichtlichkeitshalber nicht dargestellt) sind bei den bekannten Ausführungen auf den beiden größten Flächen der Kristallplatte angebracht.

F i g. 3 und 4 zeigen einen NT- bzw. MT-Kristall nach der Erfindung, gesehen in der Seitenansicht in Richtung des zur Y'-Achse parallelen Pfeils 3 der Fig. 1. Die in Fig. 3 und 4 sichtbare Stirnfläche des Kristalls liegt in der um die X-Achse um einen Winkel von 8,5° gekippten Hilfsebene XZ'. Der NT-Kristall (F i g. 3) ist auf jeder der beiden größten Seiten mit zwei streifenförmigen Elektroden 5 und 7 bzw. 9 und 11 versehen, die gewöhnlich kreuzweise ■ verbunden sind, so daß beim Anlegen einer Wechselspannung in den beiden KristaUhälften entgegengesetzt gerichtete Längenänderungen auftreten und der Kristall Biegevibrationen ausführt.

Nach der Erfindung sind die beiden Elektroden 7 und 9, welche an die beiden in der X-Richtung am weitesten voneinander entfernten Längskanten angrenzen oder ihnen benachbart sind, je um die angrenzende Kante herum bis auf die benachbarte Seitenfläche um ein Stück 13 bzw. 15 verlängert, welches die betreffende Seitenfläche vorzugsweise völlig oder größtenteils bedeckt. Die Elektroden 13 und 15 können auch von den Elektroden 7 und 9

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Claims

getrennt und mit ihnen durch separate Leitungen (nicht dargestellt) verbunden sein.

Das Ergebnis dieser Maßnahme ist in Fig. 3 veranschaulicht. Ohne Anwendung der beschriebenen Maßnahme ist die mittlere Richtung des von den Elektroden (z.B. den-Elektroden 5 .und 9 ohne die Verlängerung 15) im Kristall erzeugten elektrischen Feldes mit guter'Annäherung durch die in Fig. 3 gestrichelt dargestellte Verbindungslinie 17 der Schwerpunkte der Elektroden 5 und 9 darstellbar. Durch das Anbringen der Verlängerungen (z. B. 15) wird erreicht, daß das Feld etwa die durch die Verbindungslinie 19 der Schwerpunkte der Elektroden 5 und 9, 15 illustrierte mittlere Orientation erhält, welche besser als vorher der Richtung der Z-Achse des Kristalls entspricht-Daraus 'ergibt sich eine Erhöhung des piezoelektrischen Effektes und somit eine Herabsetzung der Reiheninduktivität (Ersatzinduktivität) L₁ (s. Fig. 2)_des Kristalls und eine Erhöhung der Reihenkapazität C₁ desselben. Die Parallelkapazität C₀ wird durch die Verlängerung der Elektroden 7 und 9 naturgemäß auch etwas größer, jedoch in viel geringerem Maße als die Reihenkapazität, so daß das Verhältnis CJC₁ günstiger (kleiner) wird. Bei einer probengemäßen Ausführung eines Kristalls mit eines Länge von 42,69 mm, einer Breite von 7,5 mm, einer Stärke vor/0,620 mm und einer Frequenz von 2IkHz betrag das Cj/Cj-Verhältnis ohne und mit den Verlängerungen 13 und 15 etwa 800=bzw: etwa 620, was" eine Herabsetzung von etwa 22,5Vo bedeutet. .^ "*

Fig.4 ist eine Seitenansicht eines MT-Kristalls, bei dem die Elektroden gleichfalls um die betreffenden Kanten herum verlängert sind. Auch bei diesem Längenvibrator kann durch die beschriebene Maßnähme eine beträchtliche Verbesserang des Verhältnisses CJC₁ erreicht werden.

- Patentanspruch: ■

Piezoelektrischer Quarzkristall mit NT- oder ,. MT-Schnitt, dadurG-hvgekje.nnzeich.net, [■ daß die beiden Elektroden,des Kristalls, die an . ■ die beiden in der Z-Richtung. am weitesten von-'. einander entfernten rLängskanten angrenzen,. je um die angrenzende Kante herum bis auf die benachbarte. Seitenfläche des·-Kristalls verlängert . ,* sind. ' ..... ·

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift NiC.763 329;
. deutsche Auslegeschrift Nr.rl'113 477.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 637/209 8.S7 © Bundesdruckerei Berlin

ZEICHNUNGEN BLATT 1

Nummer: 1247415 Int. CL: H 03 h Deutsche Kl.: 21 a4 -10 Auslegetag: 17. August 1967

FIG.1 FI6.2

FIG.4

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