压电蜂鸣器——压电陶瓷在电声元件上的应用尝试

1.压电陶瓷如何成为电声元件中的一份子？

压电陶瓷作为一种多晶铁电体，是可以将机械性能和电能相互转换的信息功能陶瓷材料，除压电性能外还具备介电性和弹性等特性。原始的压电陶瓷并不具备压电性能，主要是在制备过程中利用了材料在机械应力作用下引起的内部正负电荷中心相对位移发生极化，从而导致材料两端表面出现符号相反的束缚电荷（即压电效应）而制作。

当前现代电子技术、传感技术、电声技术的产品应用上压电陶瓷已被普遍应用。电声元件作为一种可以进行电与声能量转换的器件，其覆盖社会生活的方方面面，大到军事监听报警系统，小到民生家居生活电器。生活中常见的电声元件有蜂鸣器、扬声器、传声器、水声换能器等，压电陶瓷品种众多，目前用在蜂鸣片上压电材料通常为高压极化后的压电陶瓷片。

图1.压电陶瓷蜂鸣片via网络

2.压电式蜂鸣器的构成

压电式蜂鸣器作为一种电声转换器件，主要是由压电陶瓷片、金属片、引线以及共鸣腔等组合而成，由集成电路或晶体管构成的振荡器驱动。接通电源运作后，振动器起振，输出的音频信号通过阻抗匹配器来推动压电蜂鸣片发声。

压电蜂鸣器最主要的元件是经过极化的压电陶瓷片粘接在弹性振动板（多为金属片）上而成的一种复合结构。这种有单面贴和双面贴两种结构：前者称为单压电片型；后者称为双压电片型。使用情况最为普遍的是单压电片型，增加交流信号驱动时，压电瓷片伸缩致使整体发生弯曲振动，此种复合结构被称作压电蜂鸣元件，因体型较薄又称为压电振膜或压电振动板。

外观构成：

通常呈圆形，由压电陶瓷片、引线和共鸣腔构成。

其中的压电陶瓷片由金属镀层、陶瓷片、胶水、金属片构成。

3.压电蜂鸣器的特点及应用

压电式蜂鸣器具有体型小、灵敏度高、耗电省、可靠性好，并且造价低廉的特点和良好的频率特性。被广泛应用在各种电器产品的报警、发声部件上，常见的莫过于音乐贺卡、电子手表、袖珍计算器、电子门铃和电子玩具等小型用品上作发声器件。

图2.压电蜂鸣器viaTDK官网

上图为TDK公司官网展示设计生产的压电蜂鸣器产品，其使用了单晶压电振动板的发音体，其体积小、电压低、音量大，是一款设计为便于安装于电路上的高性能压电蜂鸣器。同时，还是一款他激振荡型产品，设计自由度高，可作为各类音乐扬声器及蜂鸣器。