压电器件
压电器件的用途
压电器件的用途压电器件是一种能够将机械能转化为电能，或者将电能转化为机械能的器件。
它们广泛应用于各种领域，包括声学、电子、医学等。
本文将重点介绍压电器件在以下几个领域的应用。
一、声学领域压电器件在声学领域有着广泛的应用，其中最为常见的是扬声器和麦克风。
扬声器是一种能够将电能转化为声音的器件，它利用压电效应使振动板产生机械振动，从而产生声音。
而麦克风则是一种能够将声音转化为电能的器件，它利用压电效应使振动板受到声音的振动，从而产生电信号。
二、电子领域压电器件在电子领域有着广泛的应用，其中最为常见的是压电晶体管和压电陶瓷电容器。
压电晶体管是一种能够将机械压力转化为电信号的器件，它利用压电效应使固体晶体产生电荷，从而产生电信号。
而压电陶瓷电容器则是一种能够将电信号转化为机械运动的器件，它利用压电效应使电容器发生形变，从而产生机械运动。
三、医学领域压电器件在医学领域有着广泛的应用，其中最为常见的是超声波探头和骨科手术器械。
超声波探头是一种能够将电信号转化为超声波的器件，它利用压电效应使晶体振动，从而产生超声波。
而骨科手术器械则是一种能够将机械力转化为电信号的器件，它利用压电效应使手术器械发生形变，从而产生电信号。
四、其他领域除了以上三个领域，压电器件还有着广泛的应用。
例如，在航空航天领域中，压电器件被用于飞机的结构健康监测和振动控制；在汽车工业中，压电器件被用于汽车发动机的控制和排放控制；在石油工业中，压电器件被用于油井的控制和监测等等。
压电器件在各个领域中都有着广泛的应用。
随着科技的不断发展和创新，压电器件的应用将会越来越广泛，为人们的生活和工作带来更多的便利和创新。
压电驱动芯片
压电驱动芯片压电驱动芯片是一种专门用于驱动压电器件的集成电路芯片。
压电器件是利用压电效应产生变形或产生电荷的器件。
压电效应是指某些晶体或陶瓷材料在受到外界压力或拉伸的作用下，会产生电荷或者形变。
压电器件广泛应用于传感器、执行器和能量转换等领域。
压电驱动芯片是将压电器件与集成电路技术相结合的产品，能够对压电器件进行精确的控制和驱动。
它通过集成电路中的逻辑电路、放大电路和驱动电路等功能部件，对压电器件提供所需的控制信号和电源电压。
压电驱动芯片具有以下几个特点。
首先，压电驱动芯片具有高精度和高稳定性。
由于集成电路的高精度加工技术和优质材料的使用，压电驱动芯片能够提供稳定的工作电压和频率，从而保证压电器件的正常工作。
其次，压电驱动芯片具有较高的驱动能力。
由于压电器件需要较高的电源电压和电流才能正常工作，因此压电驱动芯片需要提供足够的电源能力。
现代压电驱动芯片采用了先进的功率放大电路设计，能够提供稳定的大电流输出。
第三，压电驱动芯片具有丰富的功能。
除了基本的驱动功能外，压电驱动芯片还可以实现各种附加功能，如信号调整、反馈控制等。
这些功能可以通过集成电路的逻辑门、放大器、滤波器等部件来实现。
最后，压电驱动芯片具有较小的尺寸和低功耗。
现代压电驱动芯片采用了先进的微电子技术，使得芯片的尺寸较小。
此外，压电器件的工作电压和电流较小，因此压电驱动芯片的功耗也相对较低。
总而言之，压电驱动芯片是一种通过集成电路技术实现对压电器件驱动的产品。
它具有高精度、高稳定性、高驱动能力、丰富的功能、小尺寸和低功耗等特点。
随着现代科技的不断进步，压电驱动芯片将会在各个领域得到广泛的应用。
2023年压电器件行业市场分析现状
2023年压电器件行业市场分析现状压电器件是利用压电效应产生变形或电荷的器件，广泛应用于声学换能器、振动器、压电传感器、压电驱动器和压电存储器等领域。
压电器件行业是电子器件行业的重要组成部分，其市场规模庞大，发展潜力巨大。
1. 市场规模：压电器件行业市场规模庞大，据市场研究报告预测，到2025年，全球压电器件市场规模将达到250亿美元以上。
目前，全球压电器件市场以亚洲地区为主导，占据了市场的主导地位。
2. 技术进步：随着科技的不断进步，压电器件的技术水平不断提高。
新型材料的研发和应用，使得压电器件在各个领域有着更广泛的应用前景。
例如，新型的压电陶瓷材料能够提高压电效应，从而提高器件的性能和稳定性。
3. 应用领域：压电器件在各个领域都有广泛应用。
在汽车行业，压电器件用于汽车喇叭和传感器等；在电子产品中，压电器件用于智能手机、平板电脑等设备的振动器；在医疗行业，压电器件用于超声医学仪器和生物传感器等。
此外，压电器件还可以应用于能源收集、环境监测等领域。
4. 市场竞争：由于压电器件市场潜力巨大，吸引了众多企业的参与，市场竞争日趋激烈。
在亚洲地区，中国、日本和韩国是压电器件产业的主要竞争力。
这些企业在产品质量、技术创新和成本控制等方面，具有一定的优势。
5. 发展趋势：未来，压电器件行业将面临一些新的挑战和机遇。
一方面，随着人们对能源的需求不断增加，压电器件在新能源领域的应用前景广阔。
另一方面，随着人工智能、物联网等技术的发展，对高性能压电器件的需求也在不断增加。
综上所述，压电器件行业是一个庞大而有潜力的市场，技术进步、广泛的应用领域以及激烈的市场竞争都推动着这个行业的发展。
随着人们对环境保护和能源问题重视的增加，压电器件行业将迎来更广阔的发展前景。
pdms 压电器件
pdms 压电器件
PDMS（聚二甲基硅氧烷）压电器件是一种基于压电效应的传感器件，具有快速响应时间，能够有效地测量高频动态信号。
在柔性传感器中，常用的压电材料包括P(VDF-TrFE)、ZnO、PbTiO3和PZT等。
P(VDF-TrFE)由于其柔性、制造工艺简单、性能卓越而成为柔性压电传感器中常用的材料之一。
稳定性好，压电系数大。
Persano等人报告了一种基于通过电纺丝制备的对准的P(VDF-TrFE)纤维阵列的柔性压电传感器，即使在极小的压力范围（约0.1Pa）下，这种简单的压力传感器也具有出色的感测性能。
尽管无机材料缺乏柔韧性，但许多纳米级无机材料和聚合物-陶瓷纳米复合材料（如ZnO NWs、PZT纳米带和纳米片以及P(VDF-TrFE)/BaTiO3纳米复合材料）可以表现出一定程度的柔韧性。
Shin等人将填充锂（Li）的ZnONW封装到PDMS中作为传感元件，掺锂的ZnO NW-PDMS 复合材料的压电输出电压是施加力和频率的函数。
所制造的设备能够提供人体运动的瞬时信息，这对于电子皮肤设备在人体活动监测中的应用具有重要意义。
压电传感器对于检测动态物理刺激特别有用，但在测量静态信号时表现不佳。
为了解决这个问题，Chen等人报告了一种基于PbTiO3纳米线（PTNWs）/石墨烯异质结构的用于静态测量的柔性压电压力传感器。
在该器件中，由PTNWs应变引起的极化电荷充当石墨烯中的带电杂质，并影响其载流子迁移率。
总的来说，PDMS压电器件在高频动态信号。
手机中的压电器件和压电晶体
年 来 日本 石 英 晶体 振 子 的 销 售 值 。 从 表 ２ 表 １ 看 和 可 出 ， １９ 年 日本 石 英 晶 体 振 子 的 销 售 值 约 为 ７ ９ ９９ ９亿 日 元 。 手 机 用 石 英 晶 体 振 子 的 世 界 市 场 为 １０ 日 ４亿
更 新换 代 ；能实 现 手机更 新换 代 的关键 是 人工 晶体
的更 新换代 。反 之 ，通信 更 新换代 的实 施促 进 了手 机进 而促 进 人工 晶体 产 业的发 展 。园篇 幅 关系 ，本
文 仅 涉及 手 机 中的 压 电 器 件 及 压 电晶体 的市 场 概 况 。
在世 界 生产和 供应 中， 日本 的制造 商 占压倒 优 势。
Ｌ Ｎ转 向 Ｌ 滤 波 器 Ｔ 表 ３列 出 了 世 界 上 主 要 的 Ｓ Ａ晶 体 器 件 制 造 Ｗ
日本 居第 二 ， 年产 量约６ Ｏ 吨 。主 要 制造 商 ０余
有 东 洋 通 讯 、 日本 电 波 公 司 、金 石 舍 公 司 等 。 美 国 居 第 三 ， 年 产 量 约 ２０ 吨 。 制 造 商 为 索 ０余 耶 公 司 、热 力 学 公 司 和 莫 托 罗 公 司
商 。 由 表 ３可 看 出 ， Ｌ ： Ｌ Ｔ￣ Ｎ的 Ｓ Ｗ 滤 波 器 的 制 造 Ｉ ］ Ａ 商 基 本 上 都 在 日本 。 伴 随 着 手 机 的 发 展 ， 晶 体 Ｓ Ｗ 器 件 市 场 的年 Ａ
ｌ 年 番舞 手机 畴市 两 ９
Ｇａ Ａｓ ３ ０ ０
半导体 器件
闪存
压电器件和材料详解
无机材料与人类文明进步
压电器件和压电材料
应耀 材料科学与技术学院
一、压电材料和压电效应
正压电效应：当一个机械力作用于某些晶体上时，在晶体表 面的两电极上会出现等量的正、负电荷，电荷多少与力的 大小有关，当机械力撤去后，电荷会消失；
逆压电效应：当一个电场作用于一块晶体时，晶体会发生形 变，且形变大小与电场大小有关，若撤除电场，则晶体又 恢复原状。
②超声波诊断仪 超声波可以成像。医院
利用 B 型超声波诊断仪做 胃部、腹部检查，还可以观 察胎儿的发育情况。
③超声波速度测定器 利用超声波的多普勒
效应制成速度测定器，交警 在高速公路上测定车辆的速 度。
④超声波清洗器Βιβλιοθήκη 超声波能使清洗液剧烈振动，有去污作用，人们 制成超声波清洗器。
⑤超声波焊接器 超声波还能使塑料膜
超声治疗 进入人体的超声波达到
某一强度时，能使人 体某一部分组织发热、 轻微振动，起到按摩 推拿作用，达到治疗 的目的，如用于治疗 关节、肌肉及其他软 组织的创伤和劳损。 此外，还可用超声波 粉碎体内结石，如胆 结石、肾结石、尿路 结石等。
小知识
超声波仪器
①声纳 人们利用超声波定向
性好，在水中传播距离远特 点制成声纳，可以发现潜艇 和鱼群，还可以测绘海底形 状。
• 在打火机、煤气灶、燃气热水器等用具上都可以 见到它的踪影。
mos管关断电流和尺寸的关系
mos管关断电流和尺寸的关系1.引言1.1 概述在电子工程领域中，金属氧化物半导体场效应管（MOSFET）是一种广泛应用的电子器件。
MOS管作为一种控制电流流动的压电器件，其关断电流（也称为截止电流）和尺寸之间存在着密切的关系。
关断电流是指当控制电压施加在MOS管的栅极上时，其导通状态转变为截止状态所需的最小电流值。
研究关断电流和MOS管尺寸之间的关系对于理解和优化MOSFET的性能具有重要意义。
通过了解和掌握关断电流和尺寸之间的关系，我们能够更好地设计和制造MOSFET，以满足不同应用场景下的需求。
本文将探讨关断电流和MOS管尺寸之间的关系，并分析影响这一关系的因素。
首先，我们将描述关断电流和MOS管尺寸的概念和定义，明确它们的物理意义和测量方法。
然后，我们将详细分析关断电流和尺寸之间的关系，探讨其数学模型和规律。
接着，我们将讨论导致关断电流变化的因素，如栅氧化层厚度和工艺特征参数等。
同时，我们还将探究影响MOS管尺寸的因素，如栅极长度和宽度等。
最后，我们将总结关断电流和尺寸之间的关系，并展望这一研究对于未来MOSFET设计和应用的意义和应用前景。
通过本文的研究，我们可以更好地理解和掌握关断电流和MOS管尺寸之间的关系，为MOSFET的设计和制造提供有益的参考和指导。
这对于电子工程领域的学术研究和工程实践都具有重要意义。
希望本文的研究能对读者有所启发，并为相关领域的进一步深入研究提供新的思路和方向。
1.2 文章结构文章结构部分提供了读者对整篇文章的概览。
以下是文章结构的内容：2.正文2.1 关断电流与mos管尺寸的关系2.1.1 描述关断电流和mos管尺寸的概念及定义2.1.2 分析关断电流和mos管尺寸之间的关系2.2 影响关断电流和mos管尺寸关系的因素2.2.1 导致关断电流变化的因素2.2.2 影响mos管尺寸的因素3.结论3.1 总结关断电流和mos管尺寸的关系3.2 对研究的意义和应用进行展望在正文部分，我们将主要探讨关断电流与mos管尺寸之间的关系。
压电器件及其制备方法、面板、触觉再现装置与流程
压电器件及其制备方法、面板、触觉再现装置与流程压电器件及其制备方法压电器件是一种能够产生电荷或电磁场反应的器件，利用它可以实现电信号与机械信号的转换，成为了现代科技中不可缺少的部分。
压电材料是制作压电器件的核心材料，常见的压电材料有石英、硼酸铅等。
以下是压电器件的制备方法：1. 单晶制备法：通常采用单晶生长法，由于该方法制备的压电材料具有高的晶质度和均匀性，因此适用于高精度压电器件的制备。
2. 烧结法：将粉末压制成坯体，然后在高温下进行烧结，得到均一的压电材料。
此方法制备的压电器件便宜、易制备、可大规模生产。
3. 溶液法：将压电材料的浓缩溶液喷涂于基片上，干燥后进行烧结或煅烧，获得沉积的薄膜的方法。
压电面板压电面板是一种能够将机械能转换为电能的电子设备。
它可以应用于触控屏、键盘、游戏手柄等设备中。
压电面板由导电层、压电层和底部衬底组成。
压电层上的电极可以感应到由外部施加的压力或振动，从而产生电荷或电磁波，导电层上的电位差通过薄膜电容进行检测和放大。
触觉再现装置触觉再现装置是一种可以再现人类触感和手感的设备，它能够在虚拟世界与现实世界之间建立桥梁，使用户能在虚拟世界中感受到真实的物理反馈。
触觉再现装置的工作原理是利用压电晶体产生异方性应变，改变电场，从而使物体表面的形状发生变化。
当用户在虚拟世界中触摸虚拟物体时，系统会自动调整压电晶体的工作状态，同步降低或增加机械力的产生，从而模拟真实感受。
制作压电面板及触觉再现装置的流程1. 制备压电材料：选择适当的压电材料并按照上述的制备方法进行制备。
2. 制作导电层：通过真空蒸镀、喷涂和印刷等方式制作导电层。
3. 制作压电层：通过烧结、单晶制备和溶液法等方法制备压电层，然后进行抛光。
4. 薄膜电容的制备：将导电层和压电层间的电容层制作成薄膜电容。
5. 安装感应器件：在压电面板或触觉再现装置的表面上安装一些感应器件，监测机械反馈的信号。
6. 结合电路板：将导电层、压电层和感应器件与电路板结合在一起，控制状态并传输信号。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
实际使用时外接一小电容Cs
则新的谐振频率为
C C f s 1 fs 1 C 0 Cs C 0 Cs 2 LC
由于 C C C 0 s
1
C f s f s 1 2 ( C C ) 0 s
由此看出
Cs 0 时， fs fp ； Cs 时， f s f s
调整 C 可使 f 在 f 和 f 之间变化 s s s p
石英晶体元件的主要参数
标称频率f0 晶体元件外壳所指定的频率。 负载电容（CL） 与晶体元件一起决定负载谐振频率的有效外界电容 激励电平 晶振正常工作时的有效电平 温度频差 在整个温度范围内工作频率相对于基准温度时工作频率 的允许偏离。 工作温度范围 晶振元件保持良好的频率特性的环境温度范围。
1 1 L 为品质因数 Q R 0 RC R C
石英谐振器Q值很高，而且其性能很稳定，因此有很高的回 路标准性。
0 L
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
串联谐振频率
X fS 容性
fs
1 2 LC
感性
fP 容性
f
晶体等效阻抗 为纯阻性
并联谐振频率
fP 2π Lq
1 C 0C q C 0 Cq
fS 1
Cq C0
通常 C C 0
所以 f s 与 f p 很接近
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
X fS 容性
感性
fP 容性
f
石英谐振器只在 fs 和 fp 之间的很窄频率范围内呈感 性，且感抗曲线很陡，故当工作于该区域时，具有很强的稳频 作用。一般不用电容区。
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
具有压电效应的晶体
不具有压电效应的晶体
主要参数 1、压电常数 它是衡量材料压电效应强弱的参数，直接关系到压电输出 的灵敏度。 2、弹性常数 压电材料的弹性常数和刚度决定着压电器件的固有频率和 动态特性。 3、介电常数 对于一定形状、尺寸的压电器件，其固有电容与介电常数 有关，而固有电容又影响着压电传感器的频率下限。
9.1压电效应
9.1.1 压电效应的概念
1、定义： 1）正压电效应：晶体受到机械力的作用时，表面产生束缚 电荷，其电荷密度大小与施加外力大小成线性关系，这种 由机械效应转换成电效应的过程 2）逆压电效应:晶体在受到外电场激励下产生形变，且二 者之间呈线性关系，这种由电效应转换成机械效应的过程 称为逆压电效应。
6、居里点 压电材料开始丧失压电特性的温度。
9.1.2 常见的压电材料及其特点
常见的压电材料按其结构特点分为三类：压电单晶、压电陶 瓷和压电薄膜。 一、压电单晶 常用的压电单晶有石英、磷酸二氢铵、锗酸铋等。 特点：重现性好、稳定性高，但培养单晶比较困难，成本较高。
石英
二、压电陶瓷 压电陶瓷片时利用某些陶瓷的压电特性效应制成的具有选择性的 器件。 钛酸钡；锆钛酸铅系列（PZ系列）
压电器件 常用压电器件：
石英晶体元件
压电陶瓷元件 声表面波器件
石英晶体元件
石英晶体元件简称为晶振或晶振元件，它是利 用石英单晶材料的压电效应而制成的一种器件。
石英晶体薄片受到外加交变电 场的作用时会产生机械振动， 当交变电场的频率与石英晶体 的固有频率相同时，振动便变 得很强烈，这就是晶体谐振特 性的反应。
4、绝缘电阻
压电材料的绝缘电阻可减少电荷泄露，改善传感器 低频特性。 5、机械耦合系数 在压电效应中，其值等于转换输出能量与输入能量之 比的平方根，它是衡量压电材料电能量转换效率的重要参数。
K2 通过逆压电效应转换所 得的机械能 转换时输入的总电能
K2
通过正压电效应转换所 得的电能 转换时输入的总机械能
晶振元件结构 •石英晶片 •晶片支架 •封装外壳
频率稳定问题
f 来衡量 f0 f ——频率偏移量。
频率稳定度一般由
f 0 ——振荡频率。
Q值越高，选频特性越好，频率越稳定。 LC振荡电路 Q ——数百 Q ——10000 500000
石英晶体振荡电路
2. 石英谐振器的基本特性与等效电路
一定几何尺寸的压电陶瓷片本身都有一个固定的振动频率 ，当外加高频信号的频率等于陶瓷片的固有频率时，机械振动 最强，输出的电信号也最大，这种现象叫做谐振。与LC谐振回 路很相似，因此压电振子可以等效成一个LC谐振回路。
极化面
F Q
机械能 ｛ 逆压电. 作用 压电材料可实现机械能—电能量的相互转换。
F
3、有无压电效应的判断 晶体不受外力作用时，晶体的正负电荷中心相重合，单 位体积中的电矩（极化强度）等于零，晶体对外不呈现极性 ，而在外力作用下晶体变形时，正负电荷的中心发生分离， 此时单位体积中的电矩不再为零，晶体表现出极性；另外一 些晶体由于具有中心对称的结构，无论外力如何作用，晶体 正负电荷的中心总是重合在一起，因此这些晶体不会出现压 电效应。
C0是晶片的静 态电容，相当于平 板电容，即由晶片 作介质，镀银电极 和支架引线作极板 构成。几～十几pF
Lq、Cq、rq为晶片振动时的等效动态电感、电容和摩擦损 耗。 Lq很大，几十～几百 mH；Cq很小，百分之几 pF； rq 为 几～几百欧。
Z
Q1 Q2 1 2
Q1 Q2
特点：压电陶瓷是现有压电材料中机电耦合系数最大的。它制 造工艺简单，价格低廉，容易制成任意形状，尺寸不受限制， 而且可以通过成分和工艺的适当调整和选择来改变其各项性能 ，缺点是重现性和一致性较差，均匀性和机械强度不够理想， 限制了它在更高频率范围的应用。 三、压电薄膜 它是用溅射或蒸镀等方法制备的具有高度取向性的薄膜 压 电材料，如硫化镉、氧化锌等。还有一些以有机高分子化合 物制成的薄膜压电材料，其特点是具有良好的成型性和柔顺性 ，加工也比较简单，可制成大面积薄膜，其中压电性最强的是 聚偏二氟乙烯。
9.2.2 压电陶瓷片
压电陶瓷片的两面被银作为电极 当我们在电极上加以交变电压时， 由于压电效应，陶瓷片即随交变 信号的变化而产生机械振动，这 种机械振动能够转换成电信号的 输出。 压电常数大，成本低。 但居里点温度低，稳 定性不如石英晶体， 种类： 陶瓷滤波器（LT） 陶瓷谐振器 陶瓷陷波器（XT）