石英晶体的正式学名叫石英谐振器，有时简称晶体（CRYSTAL）。它是一种频率控制器件，在电子设备中，凡是需要精确控制频率的场合，石英晶体往往是不可缺少的。
石英晶体通常有两根引线。在不加激励的情况下，在两引线之间可测量出电容量，这个电容叫做静电容C\(_{0}\)。若在两引线之间加上适当的激励电压，石英晶体将产生机械振动，这时可把石英晶体看作是一个由电感L1、电容C\(_{1}\)、电阻R1和静电容C\(_{0}\)组成的谐振电路，其等效电路如图1a所示。石英晶体在电路图中的符号见图1（b）。
通常，把石英晶体等效电路中的C\(_{0}\)支路叫做静态支路，而把L1、C\(_{1}\)、R1支路叫做动态支路。一个石英晶体在静态（不振动）时，仅呈现为静电容C\(_{0}\)；只是在动态（振动）时，才呈现为图1所示的等效电路。L1、C\(_{1}\)和R1分别叫做等效动态电感、等效动态电容和等效动态电阻。L\(_{1}\)和C1反映了石英晶体振动时的频率特性，R\(_{1}\)则反映了石英晶体振动时的机械损耗。
从电路分析可以知道，当L\(_{1}\)—C1—R\(_{1}\)支路谐振时，可形成串联谐振，其串联谐振频率为
f\(_{s}\)=\(\frac{1}{2π}\)\(\sqrt{L}\)1C\(_{1}\) （1）
当L\(_{1}\)—C1—R\(_{1}\)支路与C0支路组成并联谐振电路时，其并联谐振频率为
f\(_{p}\)＝\(\frac{1}{2π}\)\(\sqrt{L}\)1(1/C\(_{1}\)+1/C0)≈f\(_{s}\)（1＋C1;2C\(_{0}\)） （2）
由于任何产品的参数都具有一定的离散性，石英晶体的f\(_{s}\)和fp也有较大的离散性，很难找到两只晶体使它们的f\(_{s}\)和fp完全相同。所以，在实际应用中，石英晶体既不工作在f\(_{s}\)，也不工作在fp，而是工作在f\(_{s}\)和fp之间的某一工作频率f上。为此，必须像图2那样和石英晶体并联一只电容C\(_{L}\)；或者像图3那样和石英晶体串联一只电容CL。这个C\(_{L}\)就叫做石英晶体的负载电容。CL往往做成可调的，以便通过调整C\(_{L}\)。使石英晶体的实际工作频率f等于预先设计的标称频率fn。
对于图2电路，相当于把石英晶体等效电路中静态支路的电容C\(_{0}\)增加为C0＋C\(_{L}\)，因此该电路的并联谐振频率应为
f＇\(_{p}\)=\(\frac{1}{2π}\)\(\sqrt{L}\)1C\(_{1}\)(C0+C\(_{L}\));C1+C\(_{0}\)+CL
≈f\(_{s}\)［1+C12（C\(_{0}\)+CL）（3）
对于图3电路，应用两端网络理论可证明其串联谐振频率为
f＇\(_{s}\)=fs\(\sqrt{1}\)+\(\frac{C}{_{1}}\)C0+C\(_{L}\)≈fs［1+C\(_{1}\);2（C0+C\(_{L}\)）］ (4)
比较公式（3）和（4），即可知道，图2和图3中，石英晶体的工作频率是相等的。即
f＝f＇\(_{s}\)＝f＇p=f\(_{s}\)［1+C12（C\(_{0}\)+CL）］ （5）
从以上分析可知，石英晶体的实际工作频率f，除了取决于其本身的技术参数（f\(_{s}\)和fp）外，还取决于和它相连接的负载电容C\(_{L}\)的大小。从公式（5）看出，当CL从∞变化到0时，f将从f\(_{s}\)变化到fp（在实际应用中，一般是使f靠近f\(_{s}\)）。因此，对于生产者或使用者来说，石英晶体的负载电容CL都是一个很重要的技术条件。
例如图4所示的石英电子手表晶体振荡电路中，晶体XTAL的负载电容C\(_{L}\)=CdC\(_{g}\)Cd+C\(_{g}\)，它是采用图2的形式，和晶体并联而成的。Cd是固定电容，C\(_{g}\)是微调电容。调节Cg就能改变C\(_{L}\)的大小，从而能使手表晶体的工作频率f准确地调整到标称频率fn（f\(_{n}\)=32768Hz）。
设某手表用石英晶体的等效动态电容C\(_{1}\)=3×10\(^{-}\)3pF（微微法），等效动态电感L=7865.3H（亨利），静电容C0=1.5pF。代入公式（1）和（2），即可计算出晶体的串联谐振频率f\(_{s}\)=32764.37Hz，并联谐振频率fp=32797.13Hz。当负载电容C\(_{L}\)=12pF时，依公式（5）可计算出该晶体的工作频率为32768Hz。
如果实际电路中采用的C\(_{d}\)=39pF，Cg＝5～35pF，则负载电容的可调范围为C\(_{L}\)=4.43～18.45pF。当CL为最大值时，晶体的最低工作频率fmin＝32766.83Hz；当C\(_{L}\)为最小值时，晶体的最高工作频率fmax=32772.66Hz。
一般手表用石英晶体的负载电容C\(_{L}\)多为数微微法至数十微微法。晶体制造厂必须根据用户提出的CL值，计算出f\(_{s}\)和fp应有的值，作为设计和制作晶体的依据，才能使晶振电路调整到标称工作频率上。
在低档数字表中，为了降低成本，一般都省去了C\(_{d}\)和Cg，这时就要靠CMOS倒向器的输入电容C\(_{g}\)和输出电容C＇d构成负载电容C＇\(_{L}\)=C＇aC＇\(_{g}\)C＇d+C＇\(_{g}\)和晶体并联。通常由于C＇L小于手表晶体的C\(_{L}\)，所以低档数字表走时一般都偏快。从以上的讨论可知，对于走时偏快的低档数字表，可以在Cd或C\(_{g}\)的两端并联适当容量的小电容；而对于走时偏慢的低档数字表，可以在Ca—晶体—C\(_{g}\)回路中串联一只适当容量的小电容，以提高晶体的工作频率。不过由于可供调节的范围不大，并不是所有的低档数字表都能调整得分秒不差，这时就必须更换合适的手表晶体才能解决问题。
在了解了石英晶体负载电容、等效电路、手表用石英晶体工作频率的计算及调整之后，为了使读者对数字式石英电子表有所了解，这里给出一般数字式石英电子表的结构简图，见图5。图5（a）为正面简图，图5（b）为反面简图。在图5（a）中，标有数字1、2、3……8，其中，1．为石英谐振器，2．为微调电容C\(_{g}\)，3．为照明小灯泡，4．为导电橡胶，5．为固定电容Cd，6、8为升压电容，7．为液晶显示器公共电极。（蒋伟）