[发明专利]高电压重置MEMS麦克风网络和检测其缺陷的方法

说明书

一种检测MEMS麦克风传感器接口电路的高阻抗网络中的缺陷的方法。该方法包括向高电压高阻抗网络添加高电压重置开关，在MEMS麦克风传感器接口电路的启动阶段期间闭合高电压重置开关，在启动阶段期间同时闭合低电压高阻抗网络的低电压重置开关，在启动阶段的结尾处使高电压重置开关和低电压重置开关同时开路，以及在使高电压重置开关和低电压重置开关开路之后立即检测高电压高阻抗网络或低电压高阻抗网络中的缺陷。

相关申请

本专利要求享有2014年9月10日提交的在先提交的共同待决的美国临时专利申请号62/048,571的益处；其完整内容特此通过引用而被并入。

背景技术

本专利涉及MEMS麦克风，其并入针对用于麦克风偏置节点的高电压高阻抗网络的重置从而允许MEMS麦克风的更快、更高效的测试。

MEMS电容式麦克风利用电荷的守恒而进行操作。通常包括两个反并联二极管的高阻抗网络用于跨电容器的两个板而施加固定电荷。感测节点上的高阻抗网络对于创建电荷守恒模式是必要的。偏置节点上的高阻抗开关网络之后是对地电容器，其相比于从感测节点到地的电容是大的。该电容器服务两个目的。第一，该电容器在传感器的偏置侧上创建AC地，使得在存在声学信号的情况下，感测节点上的电压改变。第二，电容器连同高阻抗网络一起创建针对由偏置电路生成的噪声的低通滤波器。

从高阻抗偏置节点到地的漏电流可能使麦克风的性能降级。从偏置到地的漏电流降低高阻抗网络的阻抗，并且如果足够高则可能使偏置电路的噪声滤波受损，最终使整个麦克风的噪声性能降级。类似地，从偏置节点到感测节点的漏电流流动到感测节点二极管中，从而造成散粒噪声，该散粒噪声同样使整个麦克风的噪声性能降级。可能由于颗粒、表面污染或体块材料缺陷所致的这些高阻抗节点附近的缺陷可能造成这些漏电流，其将影响高阻抗网络。另外，这些缺陷可能通过可靠性和环境应力而恶化，使得早期检测对确保麦克风的质量甚至更加重要。

美国专利申请号13/040,466描述了用于实现高电压高阻抗电路的许多实现方式中的一个。

发明内容

本专利描述了一种麦克风设计和用于对高阻抗节点的缺陷的早期检测的对应测试。其中附接到传感器的两个高阻抗网络在启动期间进行开关的麦克风的设计允许可以标识造成受损的麦克风性能的高阻抗节点中的缺陷的测试。

在一个实施例中，本专利提供了一种检测MEMS麦克风传感器接口电路的高阻抗网络中的缺陷的方法。该方法包括向高电压高阻抗网络添加高电压重置开关，在MEMS麦克风传感器接口电路的启动阶段期间闭合高电压重置开关，在启动阶段期间同时闭合低电压高阻抗网络的低电压重置开关，在启动阶段的结尾处使高电压重置开关和低电压重置开关同时开路，以及在使高电压重置开关和低电压重置开关开路之后立即检测高电压高阻抗网络或低电压高阻抗网络中的缺陷。

在另一实施例中，本专利提供了一种高电压重置MEMS麦克风传感器接口电路。该电路包括电荷泵、低电压高阻抗网络、高电压高阻抗网络、感测电容器、高阻抗放大器和输出电容器。低电压高阻抗网络耦合到直流电位和感测节点。低电压高阻抗网络包括一组反并联二极管和低电压重置开关。高电压高阻抗网络耦合到电荷泵和偏置节点。高电压高阻抗网络包括一组反并联二极管和高电压重置开关。感测电容器耦合在感测节点与偏置节点之间。高阻抗放大器耦合到感测节点。输出电容器耦合在偏置节点与地之间。低电压重置开关和高电压重置开关在MEMS麦克风传感器接口电路的启动阶段期间闭合并且在启动阶段的结尾处同时开路。

本发明的其它方面通过考虑详细描述和随附各图将变得清楚。

附图说明

图1是现有技术MEMS麦克风传感器接口电路的示意图。

图2是针对图1的传感器接口电路的节点电压对比时间的图表。

图3是根据本公开的实施例的MEMS麦克风高电压重置传感器接口电路的示意图。