[实用新型]用于MEMS设备的前端电荷放大器及系统

说明书

技术领域

本申请讨论了微机电系统（MEMS），尤其是一种用于MEMS设备的前端放大器。 

背景技术

现有的将来自电容式MEMS传感器的电荷转换成电压的放大器具有噪声高、失真度高和偏移大等缺点。 

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于提供一种用于MEMS设备的前端电荷放大器及系统。该前端电荷放大器与现有的将来自电容式MEMS传感器的电荷转换成电压的放大器相比，能够减少噪声、失真和偏移，并提供改进的增益漂移和相位漂移的温度稳定性。 

除了其他方面以外，本申请还讨论了用于前端电荷放大器的装置和方法。在某些示例中，一种用于MEMS设备的前端电荷放大器可包括电荷放大器和反馈电路，该电荷放大器配置成连接到所述MEMS设备并提供所述MEMS设备的检测质量块的感测信息，该反馈电路配置成接收所述感测信息并向所述电荷放大器的输入端提供反馈，其中所述电荷放大器包括传递函数，该传递函数具有第一频率处的第一极点、第二频率处的第二极点和第三频率处的一个零点。 

在某些示例中，一种用于MEMS设备的系统，包括微机电系统（MEMS）传感器和前端电荷放大器。该前端电荷放大器配置成提供所述MEMS传感器的感测信息，该前端电荷放大器包括电荷放大器和反馈电路，该电荷放大器配置成连接到所述MEMS传感器并提供该MEMS传感器的检测质量块的感测信息，该反馈电路，配置成接收所述感测信息并向所述电荷放大器的输入端提供反馈， 其中所述电荷放大器包括传递函数，该传递函数具有在第一频率处的第一极点、在第二频率处的第二极点和在第三频率处的零点。 

本实用新型的前端电荷放大器与现有的将来自电容式MEMS传感器的电荷转换成电压的放大器相比，能够减少噪声、失真和偏移，并提供改进的增益漂移和相位漂移的温度稳定性。 

实用新型内容部分旨在提供对本专利申请的主题的概述，并非旨在提供本申请的排他性或穷举性说明。本文包括具体实施方式以提供与本专利申请有关的进一步信息。 

附图说明

附图（这些附图不一定是按照比例绘制的）中，相同的数字能够描述不同视图中的相似部件。具有不同字母后缀的相同数字能够表示类似部件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式概括地示出了本申请中讨论的各个实施例。 

图1概括地示出了示例性前端放大器； 

图2概括地示出了示例性前端放大器的示例放大级； 

图3概括地示出了在反馈回路中使用跨导器（transconductor）和电流衰减器的示例性前端放大器； 

图4A和图4B示出了对单极电荷放大器和具有双极和单一零点的示例性前端电荷放大器的大体对比。 

具体实施方式

本申请已经意识到一种改进型前端放大器，该改进型前端放大器与微机电系统（MEMS）设备，例如MEMS陀螺仪，一起使用。该前端放大器可将来自MEMS设备电极的电荷转换为一电压，该电压被进一步处理以协助提供用于驱动所述MEMS设备的反馈或协助感测（sense）所述MEMS设备的移动。所述改进型前端放大器与现有的将来自电容式MEMS传感器的电荷转换成电压的放大器相比，能够减少噪声、失真和偏移，并提供改进的增益漂移和相位漂移 的温度稳定性。 

图1概括地示出了示例性前端放大器100。在某些示例中，该前端放大器100可用于将电容式MEMS设备传感器的电荷转换成电压以协助驱动MEMS设备（例如MEMS陀螺仪101）的检测质量块（proof mass）102，或协助提供关于该MEMS陀螺仪101移动的指示。在某些示例中，前端放大器100可从MEMS陀螺仪101的一对电容传感器电极103处接收差分感测信号，并可提供代表电容传感器电极103上的电荷的差分电压（V_OUT）。在某些示例中，电容传感器电极103可与所述MEMS设备的检测质量块相关联，所述感测信号可提供关于所述检测质量块的位置和移动的感测信息。