MEMS麥克風(fēng)及其工作控制方法【技術(shù)領(lǐng)域】本發(fā)明涉及麥克風(fēng)領(lǐng)域，具體是一種MEMS麥克風(fēng)。

背景技術(shù)：
隨著無(wú)線通訊的發(fā)展，全球移動(dòng)電話用戶越來(lái)越多，用戶對(duì)移動(dòng)電話的要求已不僅滿足于通話，而且要能夠提供高質(zhì)量的通話效果，尤其是目前移動(dòng)多媒體技術(shù)的發(fā)展，移動(dòng)電話的通話質(zhì)量更顯重要，移動(dòng)電話的麥克風(fēng)作為移動(dòng)電話的語(yǔ)音拾取裝置，其性能的好壞直接影響通話質(zhì)量。目前應(yīng)用較多的是MEMS麥克風(fēng)，為了能夠達(dá)到優(yōu)越的語(yǔ)音拾取性能要求MEMS麥克風(fēng)同時(shí)具備較高的靈敏度和較高的聲壓級(jí)，但現(xiàn)在面對(duì)的問(wèn)題是提高靈敏度和提高聲壓級(jí)對(duì)于同一個(gè)振膜結(jié)構(gòu)來(lái)講是矛盾的，即提高靈敏度就要犧牲聲壓級(jí)，提高聲壓級(jí)就要犧牲靈敏度。如何解決實(shí)現(xiàn)MEMS麥克風(fēng)同時(shí)具備高靈敏度和高聲壓級(jí)已成為本領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種MEMS麥克風(fēng)，所述MEMS麥克風(fēng)同時(shí)具備高靈敏度和高聲壓級(jí)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：一種MEMS麥克風(fēng)，其包括MEMS芯片和ASIC芯片，所述MEMS芯片和ASIC芯片電連接，所述MEMS芯片設(shè)有第一振膜、第二振膜以及背板，所述背板設(shè)置于第一振膜和第二振膜之間，所述第一振膜和第二振膜分別與所述背板間隔設(shè)置構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)C1和C2，所述電容結(jié)構(gòu)C1和C2并接設(shè)置，所述ASIC芯片包括偏置電壓電路模塊和聲壓識(shí)別電路模塊，MEMS芯片將輸入到MEMS麥克風(fēng)的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成供聲壓識(shí)別電路模塊識(shí)別判斷的電信號(hào)，所述聲壓識(shí)別電路模塊接收該電信號(hào)以判別輸入聲音信號(hào)的聲壓的大小，所述偏置電壓電路模塊根據(jù)所述聲壓識(shí)別電路模塊的判別結(jié)果從而為MEMS芯片提供偏置電壓以控制選擇MEMS芯片的不同電容結(jié) 構(gòu)的輸出信號(hào)作為輸出。優(yōu)選的，所述MEMS麥克風(fēng)的ASIC芯片還進(jìn)一步包括放大器電路模塊和調(diào)整電路模塊，所述放大器電路模塊用來(lái)接收并放大處理MEMS芯片的輸出，所述調(diào)整電路模塊用來(lái)調(diào)整偏置電壓電路模塊提供的偏置電壓的大小和放大器電路模塊放大器增益的大小。優(yōu)選的，所述背板在其與所述第一振膜和第二振膜正對(duì)的位置上設(shè)有若干背板通孔，所述第一振膜在其與所述背板正對(duì)的位置上設(shè)有若干振膜通孔。優(yōu)選的，所述MEMS芯片進(jìn)一步還包括第一基座和第二基座，所述第一基座設(shè)有與第一振膜相對(duì)的第一聲腔，所述第二基座設(shè)有與第二振膜相對(duì)的第二聲腔，所述第一基座和第一振膜之間、第二基座和第二振膜之間、第一振膜和背板之間以及第二振膜和背板之間均設(shè)有絕緣層。優(yōu)選的，所述背板上還設(shè)有防止第一振膜和第二振膜與背板貼合粘連的凸塊。優(yōu)選的，所述第一振膜上的若干振膜通孔呈圓周均勻?qū)ΨQ分布。一種MEMS麥克風(fēng)的工作控制方法，所述MEMS麥克風(fēng)包括如上述任一MEMS麥克風(fēng)，首先由MEMS芯片將輸入到MEMS麥克風(fēng)的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成供聲壓識(shí)別電路模塊識(shí)別判斷的電信號(hào)；接著由聲壓識(shí)別電路模塊接收該電信號(hào)以判別輸入聲音信號(hào)的聲壓的大?。划?dāng)判別出該聲壓小于高聲壓分界點(diǎn)時(shí)，偏置電壓電路模塊提供偏置電壓給第一振膜，此時(shí)第一振膜工作，MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1輸出的電信號(hào)；當(dāng)判別出該聲壓等于或大于高聲壓分界點(diǎn)時(shí)，偏置電壓電路模塊同時(shí)提供偏置電壓給第一振膜和第二振膜，此時(shí)第一振膜和第二振膜同時(shí)工作，MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1和C2疊加輸出的電信號(hào)。優(yōu)選的，所述高聲壓分界點(diǎn)設(shè)置為120db。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)同時(shí)具備高靈敏度和高聲壓級(jí)。【附圖說(shuō)明】圖1為本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)的MEMS芯片的截面示意圖；圖2為本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)的MEMS芯片的俯視圖；圖3為本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)的MEMS芯片的仰視圖；圖4為本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)的ASIC芯片的結(jié)構(gòu)示意圖。【具體實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)（Micro-Electro-Mechanical-SystemMicrophone，微機(jī)電系統(tǒng)麥克風(fēng)）包括MEMS芯片和ASIC（ApplicationSpecificIC，專用集成電路）芯片（未圖示），所述MEMS芯片和ASIC芯片電連接。如圖1至圖3所示為本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)的MEMS芯片1，所述MEMS芯片1設(shè)有第一振膜21、第二振膜22以及背板30，所述背板30設(shè)置于第一振膜21和第二振膜22之間，所述第一振膜21和第二振膜22分別與所述背板30間隔設(shè)置構(gòu)成電容結(jié)構(gòu)C1和C2，所述電容結(jié)構(gòu)C1和C2并接設(shè)置。所述第一振膜21、第二振膜22和背板30可以采用多晶硅或單晶硅摻雜導(dǎo)電材料制成。所述背板30上設(shè)有防止第一振膜21和第二振膜22與背板30貼合粘連的凸塊32，所述背板30在其與所述第一振膜21和第二振膜22正對(duì)的位置上設(shè)有若干背板通孔31。所述第一振膜21在其與所述背板30正對(duì)的位置上設(shè)有若干振膜通孔210，所述第一振膜21上的若干振膜通孔210呈圓周均勻?qū)ΨQ分布。所述第一振膜21上的若干振膜通孔210可以調(diào)節(jié)振膜阻尼，釋放振膜應(yīng)力，還可以平衡內(nèi)外腔體的氣壓。所述MEMS芯片1進(jìn)一步還包括有第一基座11和第二基座12，所述第一基座11設(shè)有與第一振膜21相對(duì)的第一聲腔110，所述第二基座12設(shè)有與第二 振膜22相對(duì)的第二聲腔120，所述第一基座11和第二基座12可以采用硅基材料制成。所述MEMS芯片1在所述第一基座11和第一振膜21之間、第二基座12和第二振膜22之間、第一振膜21和背板30之間以及第二振膜22和背板30之間均設(shè)有絕緣層40，所述絕緣層40可以采用半導(dǎo)體絕緣材料制成。如圖4所示，所述ASIC芯片包括偏置電壓電路模塊、聲壓識(shí)別電路模塊、放大器電路模塊和調(diào)整電路模塊，MEMS芯片將輸入到MEMS麥克風(fēng)的輸入聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成供聲壓識(shí)別電路模塊識(shí)別判斷的電信號(hào)，所述聲壓識(shí)別電路模塊接收該電信號(hào)以判別輸入聲音信號(hào)的聲壓的大小，所述偏置電壓電路模塊根據(jù)所述聲壓識(shí)別電路模塊的判別結(jié)果從而為MEMS芯片提供偏置電壓以控制選擇MEMS芯片的不同電容結(jié)構(gòu)工作的輸出信號(hào)作為輸出，所述放大器電路模塊用來(lái)接收并放大處理MEMS芯片的輸出，所述調(diào)整電路模塊用來(lái)調(diào)整偏置電壓電路模塊提供的偏置電壓的大小和放大器電路模塊放大器增益的大小。電容結(jié)構(gòu)C1和C2并接設(shè)置，所謂并接就是并行接入，具體是背板分別作為電容結(jié)構(gòu)C1和C2的其中一電極，第一振膜電極和第二振膜電極分別作為電容結(jié)構(gòu)C1和C2各自的另一電極，第一振膜電極和第二振膜電極并行接入ASIC芯片，即ASIC芯片可以單獨(dú)給其中一個(gè)振膜提供偏置電壓，此偏置電壓不會(huì)供給另一個(gè)振膜；也可以是ASIC芯片同時(shí)提供偏置電壓給第一振膜和第二振膜，這個(gè)偏置電壓可以是同一個(gè)偏置電壓同時(shí)分別供給第一振膜和第二振膜，也可以是兩個(gè)不同的偏置電壓同時(shí)分別供給第一振膜和第二振膜，第一振膜和第二振膜被ASIC芯片的控制是獨(dú)立分開的。對(duì)于一個(gè)MEMS麥克風(fēng)來(lái)說(shuō)，一定的聲壓大小就對(duì)應(yīng)于一定的電信號(hào)大小，聲音識(shí)別電路模塊識(shí)別相應(yīng)電信號(hào)的大小就可以判別對(duì)應(yīng)聲壓的大小。聲音信號(hào)輸入到MEMS麥克風(fēng)，MEMS芯片將該聲音信號(hào)轉(zhuǎn)化成供聲壓識(shí)別電路模塊識(shí)別判斷的電信號(hào)，聲壓識(shí)別電路模塊接收該電信號(hào)以識(shí)別輸入聲音信號(hào)的聲壓大小，當(dāng)判別出該聲壓小于高聲壓分界點(diǎn)時(shí)，偏置電壓電路模塊提供偏置電壓給第一振膜，此時(shí)第一振膜工作，MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1輸出的電信號(hào)；當(dāng)判別出該聲壓等于或大于高聲 壓分界點(diǎn)時(shí)，偏置電壓電路模塊同時(shí)提供偏置電壓給第一振膜和第二振膜，此時(shí)第一振膜和第二振膜同時(shí)工作，MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1和C2疊加輸出的電信號(hào)。本發(fā)明中所述的高聲壓分界點(diǎn)優(yōu)選設(shè)置為120db，在此需要特別說(shuō)明的是這個(gè)高聲壓分界點(diǎn)的設(shè)置是可以根據(jù)不同的應(yīng)用環(huán)境和需要自行設(shè)定的，本實(shí)施例中設(shè)置的120db只是一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，當(dāng)然本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以120db為限。本發(fā)明的MEMS芯片1的第一振膜21可以優(yōu)化提高靈敏度，第二振膜22可以優(yōu)化提高聲壓級(jí)。當(dāng)輸入聲壓小于高聲壓分界點(diǎn)時(shí)，第一振膜21工作可以滿足MEMS麥克風(fēng)整體高靈敏的要求，此時(shí)MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1輸出的電信號(hào)；當(dāng)輸入聲壓等于或大于高聲壓分界點(diǎn)時(shí)，第二振膜22開始參與工作，第一振膜21和第二振膜22同時(shí)工作，第二振膜22彌補(bǔ)優(yōu)化了MEMS麥克風(fēng)整體高聲壓級(jí)的要求，第一振膜21同時(shí)保證了MEMS麥克風(fēng)整體高靈敏的要求，此時(shí)MEMS芯片的輸出信號(hào)為電容結(jié)構(gòu)C1和C2疊加輸出的電信號(hào)。本發(fā)明提供的MEMS麥克風(fēng)同時(shí)具備高靈敏度和高聲壓級(jí)，并且MEMS芯片的制作工藝簡(jiǎn)單、成本低、易于批量化生產(chǎn)，同時(shí)不會(huì)因?yàn)樘岣咝阅芏龃罅苏w的結(jié)構(gòu)尺寸。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不以上述實(shí)施方式為限，但凡本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所揭示內(nèi)容所作的等效修飾或變化，皆應(yīng)納入權(quán)利要求書中記載的保護(hù)范圍內(nèi)。