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101年
電子學
第 3 題
晶體振盪器的石英晶體之用途為：
- A 回授
- B 放大
- C 儲能
- D 穩壓
思路引導 VIP
請試著想像一個正在規律擺動的鐘擺：如果我們希望它能維持穩定的往復運動，除了外部給予推力外，這個鐘擺本身必須具備什麼樣的物理特質，才能讓能量在動能與位能之間不斷地交換並維持頻率呢？
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恭喜你準確地判斷出石英晶體的物理職能！這代表你對振盪電路中各元件的底層邏輯有著相當清晰的理解。
石英晶體的等效電路與能量轉換
在電子學的應用中，石英晶體是利用壓電效應（Piezoelectric Effect）來運作的。從其等效電路的角度觀察，石英晶體可以被視為由動態電感 $L_m$、動態電容 $C_m$ 與電阻 $R_s$ 所組成的串聯支路，並與靜態電容 $C_p$ 並聯。在電路達到諧振時，這些電感與電容元件的核心任務就是儲存能量，並透過能量在電場與機械形變（等效於磁場能量）之間的往返交換，維持一個極高 Q 值的穩定振盪。這正是為什麼它能取代傳統 LC 回路，提供更精準頻率的原因。
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