Конденсаторный микрофон Советский патент 1980 года по МПК H04R23/00 

1

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в электроакустике при изготовлении конденсаторных микрофонов.

Известен конденсаторный ми крофо-и, ос- 5 Н01ВНОЙ частью которого является звукоприемный ка псюль, иредставлягощий собой плоский воздушный конденсатор, подвижная обкладка которого служит мембраной, восИрИНимающей звуковые колебания, ю Мембрану делают из тонкой фольги (5- 30 мк). По периметру мембрана закрепляется винтами и осущствляется ее контакт с корпусом. Вторая массивная обкладка этого воздушного конденсатора является iij неподвижным электродом 1.

К, недостаткам коиденсаторпых микро фоно:в Следует отнести -высокий уровень собственных шумов, что приводит к падению чувствительности микрофона, с.ааж- аа ность их изготовления и регулировки, большие габариты, вес, низкую надежность из-за слоЖНасти ксист:рукцин и наличия подвижных элементов и электрических коитактов, недостаточную равномерность час- 25 тотной хара1 теристики.

Наиболее близок к описываемому конденсаторный Микрофои, содержащий электропроводяш,ую мембрану, установленную на - опорах, расположенных на диэлектри- ро

ческой площадке, и полевой трапзисто-р, состоящий из затвора, подложки, стока и истока 2.

Недостаток этого микрофона состоит в сравнительно низкой чувствительности н механической надежности микрофона, а также в сравнительно больших габаритах микрофона.

Цель изобретения заключается в иовышении чувствительности и механической иа.т,ежностн микрофона, а также в уменьшении его габаритов.

Поставленная цель достигается за счет того, что затвор нолевого i-ранзпстора выполнен в виде обкладки конденсатора, являюи1,ейся одновременно мембраной микрофона, а участок подложки между сюком и истоком выполнен в виде другой обкладки этого же конденсатора.

На фиг. 1 изображена схема описываемого микрофона; на фнг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - электрическая схема микрофона. Микрофон включает кремниевую подложку 1, в которой диффузией выиолиены области истока 2 и стока 3. От областей истока 2 и стока 3 через контактные окна выведены выводы 4 н 5 (в виде пленочных проводников). Вывод 4 истока подключен к контактной плошадке 6. К выводу стока 5 подключены резистор 7

и разделительная емкость 8. Вторые концы резистора 7 и емкости 8 соответственио подключены к контактным площадкам 9 и 10. Над областями .истока 2 я стока 3 расноложена гибкая тонкопленочная электропроводящая мембрана 11, являющаяся затвором полевого транзистора, опирающаяся на опоры 12. От затвора 11 сделан вывод к контактной площадке 13. Подложка 11 покрыта диэлектрическим слоем 14.

Устройство работает следующим образом.

Исток 2, сток 3 и затвор И представляют собой нолерой транзистор ,с изолированным затвором.

К контактным площадкам 13, 6 и 9 подключается .напряжение питания (источники питания не указаны на чертеже). Роль перемениого конденсатора в описываемом микрофоне вып0|лняют элементы самого транзистора. Одной, обкладкой конденсатора служит гибкий товкопленочный затвор, другой - кадал тра.нзистора, возникающий при подаче напряжения на затвор 11 относительно истока 2 в кремниевой подложке 1 между истоком 2 и стокам 3. При воздействии звуковых колебаний на затвор 11 последний колеблется. При этом изменяется входная емкость транзисторной структуры, что -приводит л изменению проводимости канала между истокОМ 2 и стоком 3. Ток, текущий через канал и резистор 7, изменяется в соответствии со звуковыми колебаниями, и на резисторе 7 появляется переменное напряжение, являющееся выходным напряжением Микрофона.

Оиисалный микрофон отличается от известных малыми габаритами, высокой чувствительностью « надежностью, улучшен ной частотной характеристикой и низкой стоимостью.

Малые габариты микрофона достилаются за счет реализациа-i средствами микроэлектроники. Чувствительность микрофона с габаритными размерами подложки 1 (2x2x0,1) мм на два порядка .выше, чем чувствительность выпускаемых серийно микрофОНов Л1К-15 с габаритными размерами (58X58X70) мм1

Раосчетная чувствительность предлагаемого устройства 200 мВ . Чувствительность микрофона МК-15 - 6 .

Высокая надежность предлагаемого микрофона обеспечивается отсутствием механически передвигаемых частей, минимальным количеством электрических контактов, малыми величинами .напряжений. Улучшение частотной характеристики достигается за счет того, что со-бственная частота Микро-фона лежит за пределами звуковых частот, а инерционность тонкопленочного затвора не сказывается на работе микрофона на высоких частотах.

Формула изобретения

Конденсаторный микрофо-н, содержащий элеитропроводящую мембрану, установленную на опарах, расположенных на диэлектрической пл.ощадке, и нолевой транзистор, состоящий из затвора, подложки, стока и истока, отличающийс я тем, что, с целью -повышения чувствиительности и механической надежности микрофона, а также ум-еиьшения его габаритов, за-твор полевого транзисто.ра выполнен в в.иде обкладки конденсатора, являющейся одно-временно мембраной микрофона, а участок: подложки между стоком и истоком вьшалнен в ввде другой обкладки этого же конденсатора.

Источ1ИИ|Ки информа-ции, принятые во внима.ние при экспертизе:

1.Эфрусси М. М. Микрофоны и их применение. М., «Эиергия, 1974, с. 38.

2.Патент ФРГ № 1252258, кл. Н 04R, опублнк. 1967 (прототип).