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(多图)电容式MEMS麦克风读出电路设计

周锋?? 李富华?? 乔东海?? 徐栋?? 吕爽?? 陈伟庆?? 苏州大学?? 中国科学院声学研究所 微电子学?? 2015年05月15日 ?? 收藏3

3 读出电路设计

3.1 低极点频率高通滤波器

背靠背二极管的实际电路如图2所示。背靠背二极管可实现虚拟电阻。二极管连接的PMOS管Ma,Mb的衬底与栅极相接,这种连接方式不会产生寄生三极管,可以保证两个二极管串始终只有一组导通(饱和导通或亚阈值导通)。在正常工作状态下,Ma1,Ma2亚阈值导通。仿真结果表明,当节点IN与节点A之间的电压差绝对值小于0.2V时,背靠背二极管可以实现GΩ量级的电阻,如图3所示。

背靠背二极管的电路
图2 背靠背二极管的电路

图3 背靠背二极管的电阻-电压特性
图3 背靠背二极管的电阻-电压特性

背靠背二极管还可以为单位增益缓冲器提供直流偏置电压。电流源Ib的电流流过电阻Rb,从而在节点A形成固定的电压,单位增益缓冲器的输入直流偏置也就被固定于IbRb

背靠背二极管具有ESD保护作用,在读出电路遭受静电袭击时为其提供低阻直流通路。需要注意的是,因为读出电路对输入阻抗要求很高,所以在设计中使用了ESD保护电路与读出电路内部功能性电路复用的电路,这样可以避免在设计完功能性电路后再加上ESD保护电路而对电路性能产生重大影响。

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电容式MEMS麦克风? 读出电路? 失调电压消除?

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