[发明专利]一种MEMS麦克风的保护电路

说明书

本发明涉及麦克风领域，尤其涉及一种MEMS麦克风的保护电路，包含封装基板，所述封装基板上分别固定有第一电阻，第二电阻、第三电阻和敏感电阻，所述敏感电阻正上方固定有Sensor芯片，所述Sensor芯片通过键合线连接有ASIC芯片，所述ASIC芯片通过键合线与封装基板电性相连，所述封装基板上方还固定有外壳，所述Sensor芯片上有BIAS端和VOUT端，所述Sensor芯片上BIAS端与ASIC芯片的BIAS端电性相连，所述Sensor芯片上VOUT端与ASIC芯片的VOUT端电性相连，所述第一电阻一端与第二电阻一端和电源正极相连，所述第一电阻另一端与敏感电阻一端及继电器一端相连，所述第二电阻另一端与第三电阻一端和继电器另一端相连。通过本装置可以有效保证MEMS麦克风在环境变化时电路断开，保护MEMS麦克风。

【技术领域】

本发明涉及麦克风领域，尤其涉及一种MEMS麦克风的保护电路。

【背景技术】

MEMS是微机电系统，英文全称是Micro-Electro mechanical System，是指尺寸在几毫米乃至更小的传感器装置，其内部结构一般在微米甚至纳米量级，是一个独立的智能系统。简单来说，MEMS就是将传统传感器的机械部件微型化后，通过三维堆叠技术，例如三维硅穿孔TSV等技术把器件固定在硅晶元(wafer)上，最后根据不同的应用场合采用特殊定制的封装形式，最终切割组装而成的硅基传感器。受益于普通传感器无法企及的IC硅片加工批量化生产带来的成本优势，MEMS同时又具备普通传感器无法具备的微型化和高集成度；

MEMS麦克风的Sensor芯片属于敏感元器件，易受外力影响，因其两极板间距极小，一般在2μm左右，外界环境会影响Sensor的工作状态，同时也有极板短路的风险，这对麦克风将会造成极大的损坏。

本发明是针对现有技术的不足而研究提出的。

【发明内容】

本发明的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种MEMS麦克风的保护电路，可以在外界环境变化对麦克风工作状态产生影响乃至失效时切断电源，起到了保护Sensor的作用，同时有利于延长麦克风的寿命。

本发明可以通过以下技术方案来实现：

本发明公开了一种MEMS麦克风的保护电路，包含封装基板，所述封装基板上分别固定有第一电阻，第二电阻、第三电阻和敏感电阻，所述敏感电阻正上方固定有Sensor芯片，所述Sensor芯片通过键合线连接有ASIC芯片，所述ASIC芯片通过键合线与封装基板电性相连，所述封装基板上方还固定有外壳，所述Sensor芯片上有BIAS端和VOUT端，所述Sensor芯片上BIAS端与ASIC芯片的BIAS端电性相连，所述Sensor芯片上VOUT端与ASIC芯片的VOUT端电性相连，所述第一电阻一端与第二电阻一端和电源正极相连，所述第一电阻另一端与敏感电阻一端及继电器一端相连，所述第二电阻另一端与第三电阻一端和继电器另一端相连，所述敏感电阻另一端与第三电阻另一端及电源负极相连，所述继电器还与ASIC芯片的供电端相连，所述ASIC芯片上的OUT端通过电容与前述封装基板电性相连，所述ASIC芯片内部还有电荷泵。MEMS麦克风的工作原理是，通过外部电源给ASIC芯片供电使ASIC芯片进入工作状态，ASIC芯片通过ASIC内部的电荷泵为振膜和背极提供偏置电压使Sensor芯片的振膜和背极间存在电势差，从而在外部声压作用下，声音信号转化为振膜的机械能，同时类比平行板电容器工作原理，在振膜和背极之间距离变化的情况下，Sensor芯片有电信号从Sensor芯片的VOUT端输出，此信号为所检测声音的初始信号，信号经过信号ASIC芯片处理后从OUT端输出；ASIC芯片的供电端与继电器相连，继电器为电压继电器，继电器内部芯片可以通过电压控制通断，同时，继电器的输入端由一个桥式电路控制，桥式电路包含三个固定阻值的电阻以及一个敏感电阻，当敏感电阻阻值减小时，继电器上电压小于继电器内设定的阈值时，继电器断开，外界电源停止给MEMS麦克风上Sensor芯片的振膜和背极供电，能有效避免Sensor芯片的振膜和背极短接中和电荷，甚至会造成Sensor芯片电容击穿，从而导致MEMS麦克风失效。