相比之下，石英TCXO晶振架構(gòu)使用具有溫度傳感器（例如BJT帶隙溫度傳感器或熱敏電阻）的外部CMOS IC和安裝在距離石英晶體很遠(yuǎn)的陶瓷封裝中的補(bǔ)償電路。結(jié)果，石英TCXO在諧振器和溫度傳感器之間遭受弱的熱耦合。因此，當(dāng)部件受到快速變化的熱干擾時(shí)，晶體和溫度傳感器之間存在溫度滯后。晶體和溫度傳感器之間的大的溫度偏移導(dǎo)致在溫度補(bǔ)償方案中應(yīng)用錯(cuò)誤的系數(shù)，這產(chǎn)生輸出時(shí)鐘的頻移遠(yuǎn)離期望的頻率。此外，由于熱事件引起的頻率偏移將長(zhǎng)時(shí)間停留，因?yàn)榫w和傳感器分別穩(wěn)定在其穩(wěn)態(tài)溫度值。實(shí)際上，當(dāng)石英TCXO受到熱干擾時(shí)，例如打開風(fēng)扇進(jìn)行對(duì)流冷卻或者為相鄰的系統(tǒng)組件供電，消耗大量的熱量時(shí)，通常會(huì)在系統(tǒng)中觀察到輸出頻率的波動(dòng)。

在ComsolMultiphysics®中進(jìn)行的熱模擬驗(yàn)證了DualMEMS模具結(jié)構(gòu)的固有優(yōu)勢(shì)。圖1顯示了在應(yīng)用入射到DualMEMS芯片一側(cè)的對(duì)流熱通量期間TempFlat諧振器和溫度傳感器之間的溫度偏移。這種高度不對(duì)稱的熱通量為基于DualMEMS的設(shè)備提供了最糟糕的情況，因?yàn)槭┘拥臒嵩锤咏?a href="http://m.gdsurveystar.com/CrystalSeries/CSM-9.html">石英晶體諧振器之一，因此在TempFlat諧振器和溫度傳感器諧振器之間強(qiáng)制出現(xiàn)熱梯度（盡管很?。Ｔ趯?shí)際情況中，熱通量將入射到所有側(cè)面，使得兩個(gè)諧振器對(duì)稱地加熱。盡管如此，DualMEMS結(jié)構(gòu)仍然顯示出對(duì)熱干擾非常有彈性。在該示例中，如圖1所示，熱通量在TempFlat和溫度傳感器諧振器之間僅產(chǎn)生52mK的溫度偏差，并且在小于10ms之后溫度穩(wěn)定到其穩(wěn)態(tài)值。然而，當(dāng)受到入射在壓電石英晶體頂部的相同熱通量時(shí)，基于石英的振蕩器不那么堅(jiān)固。圖2表明石英晶體和CMOS IC與溫度傳感器之間的溫度偏差要大得多，幾乎為3.5K，并且需要將近1s才能達(dá)到此值。顯然，結(jié)果表明Elite Platform DualMEMS架構(gòu)的熱性能比典型的石英TCXO好幾個(gè)數(shù)量級(jí)。

使用硅MEMS技術(shù)可以在同一芯片上制造定時(shí)陶瓷諧振器和溫度傳感器。使用傳統(tǒng)的石英晶體組裝工藝不可能同時(shí)振制造諧振器和溫度傳感器。石英TCXO的封裝，材料和性能限制需要晶體和溫度傳感器之間的大位移。石英傳感器需要對(duì)石英坯料進(jìn)行細(xì)致的加工，拋光和修整，以在整個(gè)溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)所需的頻率穩(wěn)定性，而CMOS IC上的振蕩器電路，溫度傳感器和補(bǔ)償電路使用傳統(tǒng)的硅微加工技術(shù)制造。將這兩個(gè)基于兩種不同材料系統(tǒng)的組件集成在一起會(huì)帶來(lái)許多挑戰(zhàn)。石英換能器通常使用導(dǎo)電粘合劑安裝在陶瓷封裝中，使得其用環(huán)境氮?dú)鈶腋≡诜庋b腔中。晶體通過鎢通孔和金線鍵合電連接到CMOS IC，CMOS IC安裝在封裝的底部。圖3a顯示了一體化石英晶體振蕩器陶瓷封裝的橫截面示意圖3b頂蓋上安裝有石英晶體的去蓋部分和3c與石英晶體相同的部分移除后，顯示CMOS IC，溫度傳感器，振蕩器和補(bǔ)償電路安裝在封裝底座上的晶體下方。

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