MEMS麦克风ppt课件
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mems mic的结构
Mems (Micro-Electro-Mechanical Systems)麦克风的结构主要由
以下几个部分组成:
1. 膜片:位于麦克风的顶部,是一个非常薄的薄膜,通常由金属或陶瓷材料制成。
膜片会随着声音的波动而振动。
2. 背板:位于膜片的下方,通常由固体材料制成。
背板上有一个电极,用于感应膜片的振动。
3. 空气隙:膜片和背板之间的微小间隙,当声音波动时,膜片将在空气隙中振动。
4. 支撑结构:用来支撑膜片和背板的稳定的框架结构。
5. 电感器:位于支撑结构上的电子器件,用于测量膜片的振动,并将其转化为电信号。
整个结构被封装在一个微小的封装体中,以保护麦克风的内部零件和电路,并提供适当的隔音和防震功能。
麦克风的结构设计旨在能够高效地转换声音的机械振动为电信号,从而实现声音的录制和传输。
MEMS 硅麦克风MEMS 麦克风采用批量化的半导体制作工艺, 具有尺寸小、性能优良、一致性高等特点, 并且易于实现阵列化, 对语音效果实现了较大的提升。
根据制造技术, 麦克风可以分为两种主要类型, 传统的驻极体麦克风和MEMS麦克风。
驻极体麦克风通常由独立的金属部件和聚合物材料制成, 尺寸较大, 不易于集成和大批量生产。
而MEMS 麦克风采用与集成电路工艺兼容的硅微加工技术制成, 尺寸较小, 比较适合集成和大规模量产, 进一步降低了生产成本, 并在性能上也得到了较大的提升.电容式MEMS 麦克风主要由两块平行的导电极板组成(包括固定极板和可动极板), 当可动极板在声波作用下产生振动时, 改变了两极板间的距离, 从而引起电容值的变化。
那么, 通过专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit, ASIC)可以将电容的变化转换成电压信号。
从设计的角度来说, MEMS麦克风的灵敏度取决于电学灵敏度和机械灵敏度。
其中, 电学灵敏度与偏置电压和极板面积成正比, 与极板间的距离成反比。
因此, 偏置电压越高, 极板面积越大, MEMS 麦克风的电学灵敏度就越高。
但是, 增大极板面积就意味着增大MEMS 麦克风的尺寸, 提升偏置电压就意味着增加功耗, 而且偏置电压也会受到吸合电压的限制而不能任意增大。
因此, 这就需要在尺寸、功耗、灵敏度之间找到一个平衡点, 在不增加尺寸和功耗的前提下进一步提升MEMS 麦克风的灵敏度。
MEMS 麦克风的机械灵敏度与振膜(可动电极)的刚度成正比, 一般来说, 刚度越小的薄膜在声波作用下产生的形变就越大。
因此, 减小振膜刚度可以获得更高的机械灵敏度, 但是在制作过程中, 刚度较小的振膜极易受到外界的影响产生形变甚至破裂。
而且在静电力的作用下, 振膜与固定极板之间会产生一个吸引力, 导致振膜逐渐向固定极板靠近, 当振膜与固定极板接触时的偏置电压称为吸合电压。