專利名稱：選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路與其讀出方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明有關(guān)于 一種微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路，且特別是有關(guān)于 一種綜合的 選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路與其讀出方法。
背景技術(shù)：
微機(jī)電系統(tǒng)(Micro-Electro-Mechanical System,底下簡(jiǎn)稱MEMS)技術(shù) 是一以微小化機(jī)械結(jié)構(gòu)為出發(fā)點(diǎn)的設(shè)計(jì)。在眾多的微機(jī)電技術(shù)中，主要應(yīng)用 在制作微傳感器(Micro sensor)、；徵致動(dòng)器(Micro actuator)、與微結(jié)構(gòu) (Micro structure)元件等三大領(lǐng)域里。其中，微傳感器由于可以使用相關(guān) 半導(dǎo)體制造工藝技術(shù)，進(jìn)而言之可以實(shí)現(xiàn)與集成電路的綜合，因此，提升了 該技術(shù)的竟?fàn)幜?，也普遍較受到重視。微傳感器是一種具有傳感器特性的微 元件，將外界物理或化學(xué)的狀態(tài)量(如光、熱、磁、聲音、壓力、位置等)轉(zhuǎn) 換成電信號(hào)以供任何信號(hào)的處理，通常為電壓或電流等容易控制與處理的信 號(hào)。微傳感器利用微機(jī)電系統(tǒng)制造工藝，除了具有傳統(tǒng)檢測(cè)元件的功能外， 甚至對(duì)于傳統(tǒng)檢測(cè)元件所無(wú)法達(dá)到的檢測(cè)功能，卻可藉由微小化的微檢測(cè)元 件而達(dá)到。目前已有許多微傳感器利用微機(jī)電系統(tǒng)制造工藝技術(shù)來(lái)制作，如壓力傳 感器 (Pressure sensor )、加速度計(jì)(Accelerometer)、紅外線傳感器(IR sensor)、溫度傳感器 (Temperature sensor)、化學(xué)傳感器 (Chemical sensor)、流量傳感器 (Flow sensor)及聲音傳感器(Acoustic sensor) 等 皆已紛紛具體實(shí)現(xiàn)了。微機(jī)電麥克風(fēng)元件的出現(xiàn)，發(fā)展出許多的新類型的應(yīng)用。由于該類型的 麥克風(fēng)的出現(xiàn)，具有縮小化的特性，且易于與IC芯片綜合信號(hào)處理，增加了 人類對(duì)于聲音傳感的多樣化，例如以陣列形式完成的麥克風(fēng)，可以使麥克風(fēng) 具有方向性的判別。例如多樣化檢測(cè)單元(multi-sensor)，可以增加檢測(cè)機(jī) 制的使用功能等。微機(jī)電麥克風(fēng)，在現(xiàn)今的使用中，區(qū)分為兩大類，第一類是駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)(Electret condenser microphone,底下簡(jiǎn)稱為ECM)，另一類電 容式微機(jī)電麥克風(fēng)(Condenser Microphone)。該駐極體式4斂機(jī)電麥克風(fēng)的結(jié) 構(gòu)，是將一材料層，如特弗龍(Teflon)植入為駐極體類型的麥克風(fēng)之中，由 于該村料層有著可以累積電荷的功能，因此，該種類型的麥克風(fēng)不需要額外 的偏置，便可以直接感受聲壓的變化，進(jìn)而轉(zhuǎn)換電氣信號(hào)以供后續(xù)信號(hào)處理 的使用。而另一類的電容式微機(jī)電麥克風(fēng)，該種類型的麥克風(fēng)，即是不具備駐極 體材料而得名的，換句話說(shuō)，在使用該類型的麥克風(fēng)時(shí)，需要施以一外加偏 置，通常需要12V以上的電壓，因此，該類型的麥克風(fēng)在與后續(xù)電路配合上， 整體芯片的功率消耗會(huì)提高。但由于該種類型的結(jié)構(gòu)具備有較佳的傳感靈敏 度與對(duì)溫度反應(yīng)較低的特性，因此，成為研究發(fā)展的主要目標(biāo)。在圖1中，所示的為一種公知的電容式微機(jī)電麥克風(fēng)(MEMS Condenser Microphone)檢測(cè)讀出電路100。電路在初始狀態(tài)下，電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元 件110在端點(diǎn)Nl通過(guò)電源供應(yīng)源VDD經(jīng)過(guò)偏置電阻120提供所需的偏置，而 電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件110的另一端會(huì)連接到地端GND。偏置電阻120與 電容麥微機(jī)電克風(fēng)元件110可以形成濾波器，用以阻隔不必要的噪聲信號(hào)與 提供音頻所需的頻帶的信號(hào)。當(dāng)聲壓傳遞至電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件110時(shí)， 電容上的位移產(chǎn)生變化，因此累積在電容上的電荷產(chǎn)生變化，進(jìn)而產(chǎn)生了信 號(hào)的變化，通過(guò)直流阻隔電容130后輸入至前級(jí)緩沖放大器140的輸入端， 進(jìn)而將信號(hào)放大后傳遞至輸出端Vout完成信號(hào)的獲取。在圖2中所示為一公知的駐極體微機(jī)電麥克風(fēng)(MEMS ECM)讀出電路200。 在讀出電路200中，該駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件210為一內(nèi)建累積電荷層 的元件，在不提供外加偏置下，便可以產(chǎn)生累積電荷的功能。駐極體式微機(jī) 電麥克風(fēng)元件210通過(guò)端點(diǎn)N2直接連接到直流阻隔電容230的一端，而另一 端則是通過(guò)端點(diǎn)N2連接到接地端GND。而在端點(diǎn)Nl與N2之間加上電阻220， 可以形成濾波器用以阻隔不必要的噪聲信號(hào)與提供音頻所需的頻帶的信號(hào)。 駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件210內(nèi)累積電荷層的材料，多半為特氟龍 (Teflon)。當(dāng)聲壓傳遞至駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件210時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生累積 電荷量的改變，進(jìn)而改變信號(hào)的大小。信號(hào)會(huì)經(jīng)由直流阻隔電容230傳遞至 前級(jí)緩沖放大器240的輸入端，進(jìn)而將信號(hào)傳遞至輸出端Vout。然而，在現(xiàn)今的微機(jī)電麥克風(fēng)使用當(dāng)中，根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同而需要不同規(guī)格的麥克風(fēng)配合。例如低功率的使用環(huán)境下，多半會(huì)使用微機(jī)電駐極體 式微機(jī)電麥克風(fēng)，在高靈敏度的環(huán)境下多半會(huì)使用電容式微機(jī)電麥克風(fēng)。由 于該兩種類型的麥克風(fēng)的搡作方式不盡相同，因此，若有一信號(hào)讀出電路可 以同時(shí)處理該兩種類型的麥克風(fēng)，將可以提高微機(jī)電麥克風(fēng)的應(yīng)用環(huán)境，也 可以提高該種麥克風(fēng)的使用效率。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的綜合型電路與其讀出方 法。該綜合型電路可以根據(jù)運(yùn)用環(huán)境而切換讀取駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)或電 容式微機(jī)電麥克風(fēng)的輸出信號(hào)。本發(fā)明提供一種綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的綜合型電路與其讀出方 法，可配合使用功率與靈敏度等要求，切換讀取駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)或電 容式微機(jī)電麥克風(fēng)的輸出信號(hào)。本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，包括電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、駐 極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、第一到第四開(kāi)關(guān)與偏置電阻。本發(fā)明的微機(jī)電麥 克風(fēng)的讀出電路選擇性地形成第 一 電流路徑與第二電流路徑其中之 一 。而第 一電流路徑形成于第一開(kāi)關(guān)與第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)第二開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān) 關(guān)斷，并且所述第 一 電流路徑讓電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件經(jīng)由偏置電阻從電 壓源取得偏置，以讓電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件進(jìn)行傳感一聲波信號(hào)，作為所 述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的輸出。而第二電流路徑形成于第二開(kāi)關(guān)與第四 開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)第一開(kāi)關(guān)與第三開(kāi)關(guān)關(guān)斷，并且第二電流路徑讓駐極體 式微機(jī)電麥克風(fēng)元件傳感聲波信號(hào)的結(jié)果得以輸出，作為微機(jī)電麥克風(fēng)的讀 出電路的輸出。所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路中，第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第 四開(kāi)關(guān)可由多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管或雙極結(jié)型晶體管組成，并且可將 所有電路綜合于單一芯片上，由互補(bǔ)式金氧金屬半導(dǎo)體制造工藝制作。所述的微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，可由電容式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件、 駐極體式孩W幾電麥克風(fēng)分立元件、開(kāi)關(guān)分立元件組成。本發(fā)明提的微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出方法，其中微機(jī)電麥克風(fēng)包括一電容式 微機(jī)電麥克風(fēng)元件、 一駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、 一偏置電阻與多個(gè)開(kāi)關(guān)。 該方法包括輸入一控制信號(hào)，其中當(dāng)所述控制信號(hào)為邏輯一時(shí)，則形成一第一電流路徑，當(dāng)所述控制信號(hào)為邏輯零時(shí)，則形成一第二電流路徑。而當(dāng)形 成第 一 電流路徑時(shí)，讓電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件經(jīng)由偏置電阻從電壓源取得 偏置，以讓電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件進(jìn)行傳感聲波信號(hào)，并輸出為一傳感信 號(hào)。當(dāng)形成第二電流路徑時(shí)，讓駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件傳感聲波信號(hào)的 結(jié)果得以輸出作為傳感信號(hào)。根據(jù)傳感信號(hào)輸出作為微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電 路的傳感結(jié)果。為讓本發(fā)明的所述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較 佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。


圖1是說(shuō)明公知的電容式微機(jī)電麥克風(fēng)檢測(cè)讀出電路。圖2是說(shuō)明公知的駐極體微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路。圖3是說(shuō)明本發(fā)明綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路實(shí)施例的選擇性微機(jī)電麥 克風(fēng)讀出電路示意圖。圖4是說(shuō)明圖3的綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路詳細(xì)電路示意圖。 主要元件符號(hào)說(shuō)明100:電容式微才幾電麥克風(fēng)(MEMS Condenser Microphone)檢測(cè)讀出電路 110:電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件 120:偏置電阻 130:直流阻隔電容 140:緩沖放大器200:駐極體微機(jī)電麥克風(fēng)(MEMS ECM)讀出電路210:駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件220:電阻230:直流阻隔電容240:緩沖放大器300:微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路310:電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件320:駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件330:偏置電阻315、 325 、 340與350:開(kāi)關(guān)360:直流阻隔電容 370:緩沖放大器 380:反相器341、 351: NMOS晶體管342 、 352: PM0S晶體管具體實(shí)施方式
在許多的應(yīng)用環(huán)境中，往往會(huì)根據(jù)所需要的目的與需求而決定規(guī)格的要 求。例如移動(dòng)裝置像在手機(jī)系統(tǒng)中的麥克風(fēng)，應(yīng)當(dāng)會(huì)以低功率消耗為主要的 需求點(diǎn)。在精細(xì)的信號(hào)檢測(cè)上如助聽(tīng)器，則往往需要高靈敏度(sensitivity) 的元件提供。以現(xiàn)今兩種微機(jī)電麥克風(fēng)而言，各有其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)。例如駐極體式微機(jī) 電麥克風(fēng)對(duì)于功率的消耗較低，另外在電容式微機(jī)電麥克風(fēng)上，則是其靈敏 度較佳。也由于結(jié)構(gòu)上的不同，因此，所配合的電路結(jié)構(gòu)也有所不同。因此， 若能由一個(gè)電路結(jié)構(gòu)，具備可以讀取駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件的信號(hào)，也 可讀取電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件的信號(hào)，則可以將該單一元件的應(yīng)用更完廣 泛，并增加該元件的使用度。本發(fā)明提供一種綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的綜合型電路。該綜合型電 路可以根據(jù)運(yùn)用環(huán)境而切換讀取微機(jī)電駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)或電容式微機(jī) 電麥克風(fēng)的輸出信號(hào)。例如可配合使用功率與靈敏度等要求，切換讀取駐極 體式微機(jī)電麥克風(fēng)或電容式微機(jī)電麥克風(fēng)的輸出信號(hào)。該綜合微機(jī)電麥克風(fēng) 讀出電路的綜合型電路，可在低功率消耗環(huán)境或是高靈敏度要求的環(huán)境下， 切換使用具有不同特性需求的麥克風(fēng)輸出，此將可使微機(jī)電麥克風(fēng)的運(yùn)用更 為廣泛。在本發(fā)明所提供綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的綜合型電路具體實(shí)施例 中，請(qǐng)參照?qǐng)D3所示，為選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的示意圖。該微機(jī)電 麥克風(fēng)讀出電路300的結(jié)構(gòu)包含電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件310、駐極體式微 機(jī)電麥克風(fēng)元件320、可以選取麥克風(fēng)元件的四個(gè)開(kāi)關(guān)315、 325、 330與340、 以及偏置電阻330。該偏置電阻330可與電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件310或駐 極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件320形成濾波器，用以阻隔不必要的噪聲信號(hào)與提 供音頻所需的頻帶的信號(hào)。另外，該微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路300在輸出部分還包括直流阻隔電容360以及前級(jí)的緩沖放大器370。在該實(shí)施例的微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路300中，當(dāng)聲壓信號(hào)傳遞于微機(jī)電 麥克風(fēng)元件時(shí)，該讀出電路300結(jié)構(gòu)可以選擇所需使用的微機(jī)電麥克風(fēng)元件， 進(jìn)而引導(dǎo)出所檢測(cè)的信號(hào)。在該實(shí)施例中，運(yùn)用控制開(kāi)關(guān)315、 325 、 340與 350選取所需類型的麥克風(fēng)元件。當(dāng)開(kāi)關(guān)315與開(kāi)關(guān)340導(dǎo)通(Turned ON)時(shí)， 電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件310從端點(diǎn)N2到N3,通過(guò)偏置電阻330從電壓源 VDD獲得所需的偏置，且微機(jī)電面容式麥克風(fēng)元件310的另一端則通過(guò)端點(diǎn) Nl連接到接地端GND。當(dāng)聲波信號(hào)獲得檢測(cè)時(shí)，則將聲波信號(hào)通過(guò)微機(jī)電電容式電容式麥克風(fēng) 元件310轉(zhuǎn)換成電氣信號(hào)，并經(jīng)由直流阻隔電容360傳遞于前級(jí)緩沖放大器 電路370,并進(jìn)而傳遞至輸出端Vout。同理，當(dāng)所需的元件為駐極體式微機(jī) 電微機(jī)電麥克風(fēng)元件320時(shí)，則需要使開(kāi)關(guān)325與開(kāi)關(guān)350導(dǎo)通，之后的操 作，則是與上面所述大致上相同，而不同點(diǎn)則是因?yàn)椴恍枰妷涸?，因此?過(guò)端點(diǎn)N3連接到接地端GND。在所述實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)315與325，或是開(kāi)關(guān)340與350最好是互補(bǔ)式 切換開(kāi)關(guān)，當(dāng)開(kāi)關(guān)315導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)325則關(guān)斷，而當(dāng)開(kāi)關(guān)325導(dǎo)通時(shí)， 則開(kāi)關(guān)315則關(guān)斷。該互補(bǔ)式切換開(kāi)關(guān)可以選擇電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件310 或駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件320當(dāng)成微機(jī)電麥克風(fēng)元件。另外，當(dāng)開(kāi)關(guān)340 導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)350則關(guān)斷，而當(dāng)開(kāi)關(guān)350導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)340則關(guān)斷，則 可根據(jù)是否需要提供電壓源切換選擇。在本發(fā)明所提供綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路的綜合型電路具體實(shí)施例 中，請(qǐng)參照?qǐng)D4所示，為圖3的綜合微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路300詳細(xì)電路圖 示，相同元件以相同號(hào)碼標(biāo)示，并不再冗述。在本實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)315、 325 、 340與350是以邏輯門(mén)(Logic Gate)為控制的開(kāi)關(guān)，用以選擇所需要的麥克 風(fēng)結(jié)構(gòu)類型。而該邏輯門(mén)是以 P型金屬氧化物半導(dǎo)體 (metal-oxide-semiconductor,底下稱為MOS)晶體管與N型金屬氧化物半導(dǎo) 體(畫(huà)OS)晶體管組合。此外，在該電路結(jié)構(gòu)中，在輸入信號(hào)端Vin之后加入 反相器380,而其輸出則分別連接到開(kāi)關(guān)315、 325 、 340與350的邏輯門(mén)(Logic Gate)。在另外一選擇實(shí)施例中，該微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路300系統(tǒng)可以使用雙 才及結(jié)型晶體管(Bipolar-junction-effect transistor,底下稱為BJT)虧支術(shù)制作，并非受限于M0S晶體管組成。在該實(shí)施例中，輸入信號(hào)端V i n經(jīng)由端點(diǎn)N5連接到反相器3 8 0的輸入端， 還有端點(diǎn)N9與NIO。其中端點(diǎn)N9連接到開(kāi)關(guān)340的PM0S晶體管342的柵極 與開(kāi)關(guān)350的麗0S晶體管351的柵極，用以控制其導(dǎo)通與關(guān)斷。而端點(diǎn)NIO 連接到開(kāi)關(guān)315的PM0S晶體管柵極與開(kāi)關(guān)325的應(yīng)0S晶體管柵極，用以控 制其導(dǎo)通與關(guān)斷。同樣地，反相器380的輸出則通過(guò)端點(diǎn)N6連接到端點(diǎn)N7 與N8。其中端點(diǎn)N7連接到開(kāi)關(guān)340的麗0S晶體管341的柵極與開(kāi)關(guān)350的 PM0S晶體管352的柵極，用以控制其導(dǎo)通與關(guān)斷。而端點(diǎn)N8連接到開(kāi)關(guān)315 的畫(huà)0S晶體管柵極與開(kāi)關(guān)3"的PM0S晶體管柵極，用以控制其導(dǎo)通與關(guān)斷。 在該實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)315與325，或是開(kāi)關(guān)340與350為互補(bǔ)式切換開(kāi)關(guān)， 當(dāng)開(kāi)關(guān)315導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)325則關(guān)斷，而當(dāng)開(kāi)關(guān)325導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)315 則關(guān)斷。當(dāng)開(kāi)關(guān)340導(dǎo)通時(shí)，則開(kāi)關(guān)350則關(guān)斷，而當(dāng)開(kāi)關(guān)350導(dǎo)通時(shí)，則 開(kāi)關(guān)340則關(guān)斷，如此則可根據(jù)是否需要提供電壓源切換選擇。在一實(shí)施例中，當(dāng)輸入信號(hào)端Vin輸入的信號(hào)為邏輯1時(shí)，駐極體式微 機(jī)電麥克風(fēng)元件320將會(huì)被選取，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)325與開(kāi)關(guān)350將會(huì)被同時(shí)打開(kāi)， 則以駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件320為主體的偏置電路會(huì)配合使用，進(jìn)而可 以檢測(cè)所需的聲音信號(hào)。同理，當(dāng)輸入信號(hào)端Vin輸入的信號(hào)為邏輯0時(shí)， 電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件310將會(huì)^C選取，因?yàn)殚_(kāi)關(guān)315與開(kāi)關(guān)340將會(huì)被 同時(shí)打開(kāi)，則以電容式微機(jī)電麥克風(fēng)310為主體的偏置電路將會(huì)配合使用， 進(jìn)而可以檢測(cè)所需的聲音信號(hào)。綜上的所述，本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)選擇性讀出電路設(shè)計(jì)，可達(dá)成將兩 種類型的麥克風(fēng)元件綜合使用于相同的讀出電路上。例如可使用互補(bǔ)式金氧 金屬半導(dǎo)體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor, 底下稱為 CMOS) 制造工藝，將所有的電路綜合化，并將駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)綜合于其中。 該CMOS制造工藝是一種可將所有電路綜合化的集成電路制造工藝，也就是在 硅芯片上制作出PM0S和畫(huà)0S元件，由于PMOS與麗0S在特性上為互補(bǔ)性， 因此稱為CMOS。 CMOS制造工藝具有只需在晶體管需要切換啟閉時(shí)才需耗能的 優(yōu)點(diǎn)，因此非常省電且發(fā)熱少。另外，本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)選擇性讀出電路設(shè)計(jì)，可以使用單一芯片 但同時(shí)具備有兩種類型的麥克風(fēng)的優(yōu)點(diǎn)，如駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)的低功率 消耗與電容式微機(jī)電麥克風(fēng)的高靈敏度特性等。除此之外，本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)選擇性讀出電路設(shè)計(jì)，可以采用分立電路元件(Discrete Circuit Component)設(shè)計(jì)，由各電子電路IP設(shè)計(jì)公司所 提供的元件加以組合即可完成本發(fā)明的選擇性讀出電路。而這些分立電路元 件可通過(guò)例如印刷電路的連線封裝(Wire-bonding)即可運(yùn)用在不同的產(chǎn)品 上。例如本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)選擇性讀出電路設(shè)計(jì)，可選擇IP公司所提供 的電容式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件、駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件與多個(gè)開(kāi) 關(guān)分立元件組成，以更加節(jié)省設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成本。本發(fā)明的微機(jī)電麥克風(fēng)選擇性讀出電路設(shè)計(jì)，可以增加產(chǎn)品的使用范圍 與領(lǐng)域，如移動(dòng)裝置或是助聽(tīng)器等，并增加產(chǎn)品的竟?fàn)幮?。綜上所述，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，然其并非用以限定本 發(fā)明。任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍 的情況下，可進(jìn)行各種更動(dòng)與修改。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍以所提出的權(quán) 利要求的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，包括一電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件；一駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件；一第一開(kāi)關(guān)與一第二開(kāi)關(guān)，分別與所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件與所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件連接；一偏置元件，具有一第一端連接到所述第一開(kāi)關(guān)與所述第二開(kāi)關(guān)；以及一第三開(kāi)關(guān)與一第四開(kāi)關(guān)，分別連接到所述偏置元件的一第二端，并且分別連接到一電壓源與一接地電位，其中選擇性地形成一第一電流路徑與一第二電流路徑其中之一，其中所述第一電流路徑形成于所述第一開(kāi)關(guān)與所述第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)所述第二開(kāi)關(guān)與所述第四開(kāi)關(guān)關(guān)斷，并且所述第一電流路徑讓所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件經(jīng)由所述偏置元件從所述電壓源取得一偏置電壓，以讓所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件進(jìn)行傳感一聲波信號(hào)，作為所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的輸出，所述第二電流路徑形成于所述第二開(kāi)關(guān)與所述第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)所述第一開(kāi)關(guān)與所述第三開(kāi)關(guān)關(guān)斷，并且所述第二電流路徑讓所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件傳感所述聲波信號(hào)的結(jié)果得以輸出，作為所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的輸出。
2、 如權(quán)利要求1所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中，還包括 一直流阻隔電容，具有一第一端連接到所述偏置元件的第一端；以及 一緩沖放大器，連接到所述直流阻隔電容的一第二端，其中，經(jīng)由所述直流阻隔電容可作為所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件或所述駐極體式微機(jī)電麥 克風(fēng)元件所傳感的所述聲波信號(hào)的結(jié)果移除直流部分，而經(jīng)由所述緩沖放大 器放大后輸出傳感的結(jié)果。
3、 如權(quán)利要求1所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中所述偏置 元件，可以由一電阻、 一晶體管或一可形成電壓偏置的元件組合而成。
4、 如權(quán)利要求1所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中所述第一 開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)可由多個(gè)金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管組 成，并且電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件與所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)與所述偏置元件可綜合于一單一 芯片上，由互補(bǔ)式金氧金屬半導(dǎo)體制造工藝制作。
5、 如權(quán)利要求1所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中所述第一 開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)可由多個(gè)雙極結(jié)型晶體管組成，并且 電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件與所述第一開(kāi)關(guān)、 第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)與所述偏置元件可綜合于一單一芯片上，由雙極結(jié)型晶體管制造工藝制作。
6、 如權(quán)利要求1所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中，所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)分別由邏輯門(mén)組成。
7、 如權(quán)利要求6所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中，所述第 一開(kāi)關(guān)與第二開(kāi)關(guān)，以及所述第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)分別為互補(bǔ)式切換開(kāi)關(guān)， 由 一輸入信號(hào)所控制導(dǎo)通或關(guān)斷。
8、 如權(quán)利要求6所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中所述第一 開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)由一 P型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管與 一 N型金屬氧化物半導(dǎo)體晶體管組合。
9、 如權(quán)利要求6所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中所述第一 開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)、第三開(kāi)關(guān)與第四開(kāi)關(guān)由兩個(gè)雙極結(jié)型晶體管組成。
10、 —種選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，包括 一電容式樣i才幾電麥克風(fēng)分立元件； 一駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件；一第一開(kāi)關(guān)分立元件與一第二開(kāi)關(guān)分立元件，分別與所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件與所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件連接；一偏置元件，具有一第一端連接到所迷第一開(kāi)關(guān)與所述第二開(kāi)關(guān)；以及 一第三開(kāi)關(guān)分立元件與一第四開(kāi)關(guān)分立元件，分別連接到所述偏置元件 的一第二端，并且分別連接到一電壓源與一接地電位，其中一第一電流路徑形成于所述第一開(kāi)關(guān)分立元件與所述第三開(kāi)關(guān)分立元件 導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)所述第二開(kāi)關(guān)分立元件與所述第四開(kāi)關(guān)分立元件關(guān)斷，并且 所述第一電流路徑讓所述微容式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件經(jīng)由所述偏置元件從 所述電壓源取得一偏置電壓，以讓所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件進(jìn)行傳 感一聲波信號(hào)，作為所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的輸出，一第二電流路徑形成于所述第二開(kāi)關(guān)分立元件與所述第四開(kāi)關(guān)分立元件導(dǎo)通時(shí)，而此時(shí)所述第一開(kāi)關(guān)分立元件與所述第三開(kāi)關(guān)分立元件關(guān)斷，并且 所述第二電流路徑讓所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)分立元件傳感所述聲波信號(hào) 的結(jié)果得以輸出，作為所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的輸出。
11、 如權(quán)利要求10所述的選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路，其中，還包括一直流阻隔電容，具有一第一端連接到所述偏置元件的第一端；以及 一緩沖放大分立元件，連接到所述直流阻隔電容的一第二端，其中，經(jīng)機(jī)電麥克風(fēng)元件所傳感的所述聲波信號(hào)的結(jié)果移除直流部分，而經(jīng)由所述緩 沖放大分立元件放大后輸出傳感的結(jié)果。
12. —種選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出方法，其中選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)包 括一電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、 一駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件、 一偏置元件 與多個(gè)開(kāi)關(guān)，該方法包括；輸入一控制信號(hào)，其中當(dāng)所述控制信號(hào)為邏輯一時(shí)，則形成一第一電流 路徑，當(dāng)所述控制信號(hào)為邏輯零時(shí)，則形成一第二電流路徑，其中當(dāng)形成所述第一電流路徑時(shí)，讓所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件經(jīng)由所述 偏置元件從一 電壓源取得一偏置電壓，以讓所述電容式微機(jī)電麥克風(fēng)元件進(jìn) 行傳感一聲波信號(hào)，并輸出為一傳感信號(hào)，當(dāng)形成第二電流路徑時(shí)，讓所述駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)元件傳感所述聲 波信號(hào)的結(jié)果得以輸出作為所述傳感信號(hào)；以及根據(jù)所述的傳感信號(hào)輸出作為所述微機(jī)電麥克風(fēng)的讀出電路的傳感結(jié)果。
全文摘要
一種選擇性微機(jī)電麥克風(fēng)讀出電路與其讀出方法。該型式的電路可以讀取駐極體式微機(jī)電麥克風(fēng)和電容式微機(jī)電麥克風(fēng)的輸出信號(hào)。由于微機(jī)電麥克風(fēng)的使用要求不一，如駐極體微機(jī)電麥克風(fēng)具備較低的功率消耗，而電容式微機(jī)電麥克風(fēng)則是具有較高的靈敏度等。通過(guò)一個(gè)電路，可以配合兩種類型的微機(jī)電麥克風(fēng)檢測(cè)元件的方式，將可以提高微機(jī)電麥克風(fēng)的使用靈活性，且該電路也可以適應(yīng)在各種電容式檢測(cè)元件的應(yīng)用與設(shè)計(jì)當(dāng)中。
文檔編號(hào)H04R19/00GK101222790SQ20071000066
公開(kāi)日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2007年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月12日
發(fā)明者周文介, 徐煜淳 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院