Un certain nombre d'entreprises ont commencé à produire des cristaux de quartz à usage électronique pendant cette période. En utilisant ce qui est maintenant considéré comme des méthodes primitives, environ 100 000 unités de cristal ont été produites aux États-Unis en 1939. Pendant la Seconde Guerre mondiale , des cristaux ont été fabriqués à partir de cristal de quartz naturel, pratiquement tous du Brésil . Les pénuries de cristaux pendant la guerre causées par la demande d'un contrôle précis de la fréquence des radios et radars militaires et navals ont stimulé la recherche d'après-guerre sur la culture du quartz synthétique et, en 1950, un procédé hydrothermique pour la croissance des cristaux de quartz à l'échelle commerciale a été développé à Bell Laboratories. Dans les années 1970, pratiquement tous les cristaux utilisés en électronique étaient synthétiques.
En 1968, Juergen Staudte a inventé un procédé photolithographique pour la fabrication d'oscillateurs à quartz alors qu'il travaillait chez North American Aviation (aujourd'hui Rockwell ) qui leur permettait d'être suffisamment petits pour des produits portables comme des montres. [12]
Bien que les oscillateurs à cristal utilisent encore le plus souvent des cristaux de quartz, les dispositifs utilisant d'autres matériaux sont de plus en plus courants, tels que les résonateurs en céramique .
Opération [ modifier ]
Un cristal est un solide dans lequel les atomes , les molécules ou les ions constitutifs sont emballés dans un motif répétitif régulièrement ordonné s'étendant dans les trois dimensions spatiales.
Presque n'importe quel objet fait d'un matériau élastique pourrait être utilisé comme un cristal, avec des transducteurs appropriés, puisque tous les objets ont des fréquences de résonance naturelles de vibration . Par exemple, l'acier est très élastique et a une vitesse de son élevée. Il était souvent utilisé dans les filtres mécaniques avant le quartz. La fréquence de résonance dépend de la taille, de la forme, de l'élasticité et de la vitesse du son dans le matériau. Les cristaux haute fréquence sont généralement taillés sous la forme d'un simple rectangle ou d'un disque circulaire. Les cristaux basse fréquence, tels que ceux utilisés dans les montres numériques, sont généralement taillés en forme de diapason. Pour les applications ne nécessitant pas une synchronisation très précise, un résonateur en céramique à faible coût est souvent utilisé à la place d'un cristal de quartz.
Lorsqu'un cristal de quartz est correctement coupé et monté, il peut être amené à se déformer dans un champ électrique en appliquant une tension à une électrode à proximité ou sur le cristal. Cette propriété est connue sous le nom de piézoélectricité inverse . Lorsque le champ est supprimé, le quartz génère un champ électrique lorsqu'il reprend sa forme précédente, ce qui peut générer une tension. Le résultat est qu'un cristal de quartz se comporte comme un circuit RLC , composé d'une inductance , d'un condensateur et d'une résistance , avec une fréquence de résonance précise.
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