近年来，在智能手机等设备中，运用MEMS(微机电体系)技能的MEMS麦克风(以下称为MEMS麦克风)得到越来越广泛的运用。一起，不只是智能手机，穿戴式产品、运动相机或数码相机等带有经过声响辨认周围状况的功用或录音功用的电子设备关于MEMS麦克风的进一步小型化或音响特性的进步提出了更高的要求。此外，在声响辨认接口中，高性能麦克风也是有必要产品。TDK为满意此类先进需求，运用经过SAW设备等堆集而来的CSMP(芯片尺度MEMS封装)技能，成功完成了MEMS麦克风的进一步小型、低背及高性能化。
portant;”>MEMS麦克风是经过集成封装作为音响传感器的MEMS芯片以及进行信号处理的IC芯片后制作而成的小型麦克风。MEMS芯片运用半导体制作技能，并经过光刻或蚀刻等，在硅晶圆中构成微结构后完成芯片化。其尺度小，仅为数mm左右，麦克风中大约搭载有3个左右MEMS麦克风。一起，用于免提通话的耳机麦克风、带有噪音消除功用的头戴耳机等内部也运用MEMS麦克风。
T4064型（微产品）
T4081型（高耐输入产品）
portant;”>T4064以及T4081中选用了TDK MEMS麦克风第2代全新封装。图2所示为其内部结构概略。
图2 TDK MEMS麦克风的根本结构
其结构为，将作为麦克风元件的MEMS芯片与进行信号处理的ASIC贴装于陶瓷基板中，运用聚合箔将其密封后，用盖子将其盖住。在T4064以及T4081中，选用了金属盖替代了以往的树脂盖。
MEMS麦克风经过音孔与外部环境相连。隔阂(振荡电极板)与背板(固定电极板)装备在音孔与MEMS芯片的背音室(空泛部)之极小空地中。隔阂与背板发挥着平行平板型电容器的效果，隔阂因声压而发生振荡时，其与背板之间的空地长度也会发生改变，然后使静电容量发生改变。MEMS麦克风是将该改变作为电气信号取出的、称为静电容量型的麦克风。
图3经过方框图显现MEMS麦克风的电路。电荷泵是向背板供给偏置电压的升压电路，传感器信号被传输至前置扩大器中，经过扩大后输出。
图3 MEMS麦克风的电路方框图
portant;”>TDK MEMS麦克风T4064的特色在于细小、低背，其尺度为2.7×1.6×0.89mm(L×W×H)，与以往最小产品T4063型比较，是一款贴装面积减少大约15%，而且进一步进步了音响特性的在产品。其适宜用于智能手机、耳机麦克风、头戴耳机等用处。
麦克风的首要音响特性具有灵敏度、动态规模、频率特性等。麦克风的灵敏度以施加特定声压时的输出电压巨细表明。在MEMS麦克风中，关于相同声压，隔阂的位移量越大，麦克风的灵敏度越高。为此，一般状况下，MEMS麦克风小型化后，隔阂面积也会变小，然后灵敏度也会下降。
但是，不只仅是隔阂面积，原料、厚度、内部应力、与背板等的间隔等也与MEMS麦克风的灵敏度有所相关。TDK的MEMS麦克风T4064具有极端平稳的频率特性，因为其覆盖了低频至超声波规模，因而可用于丈量用处。
一起，TDK MEMS 麦克T4081 (portant;”>动态规模是以dB单位表明麦克风搜集的最大检测声压与最小检测声压的比率。麦克风中要求尽可能高的灵敏度，较广的动态规模。但灵敏度与动态规模存在权衡联系。在MEMS麦克风中，若其到达可搜集到细小声响的高灵敏度时，隔阂的位移量将会添加，答应声压等级将会下降，然后使动态规模变窄。为此，在发生大音量时，输出信号失真将会变大，然后发生破音。
相反，若按捺隔阂位移量，使其在大音量下也可下降失真时，答应声压等级也会变高，动态规模变宽，但灵敏度会下降。输出信号的失真程度一般以THD(Total Harmonic Distortion：总谐波失真率)表明。
图4为TDK MEMS麦克风的新产品T4064以及T4081的THD-SPL(声压等级)特性比较。
图4 T4064与T4081的THD-SPL特性比较
THD-SPL特性一般以THD超越1%之前的最大SPL来表明。T4064在110dB停止保持着1%以下的THD。110dB是例如在列车经过高架桥时，在高架桥下面听到的极为喧闹的声响。T4064即便在如此大音量环境下也可进行搜集而不会发生破音。
如上图所示，T4081具有令人惊叹的THD-SPL特性，到达了130dB。这相当于喷气式飞机引擎在非常近的间隔所宣布的声响等级，这种轰鸣声会使身体感到非常苦楚。为此，在摇滚演唱会现场等大音量环境下，T4081也可进行搜集而不会发生破音。
之所以能够完成如此惊异音响特性，是因为在T4081的MEMS芯片音响传感器部选用了双背板的改造性规划。
图5所示为一般单背板与T4081中选用的双背板结构。单背板为非对称结构，其相关于隔阂相向装备有1块背板。而双背板则在隔阂两边相向装备了2块背板，因而为对称结构。
图5 一般单背板MEMS与新规划的双背板MEMS的结构
如下图所示，即便在单背板中未施加声压的零SPL状态下，隔阂也会因偏置电压的静电力(库仑力)而向单侧(背板侧)发生位移。在这个状态下施加声压后，隔阂会发生非对称位移，在声压升高的一起，THD变大，然后形成破音。
而在双背板中，在没有声压的零SPL状态下，静电力会均等地效果在隔阂的双面，因而隔阂不会发生位移。此外，即便施加声压，隔阂也会发生对称的位移，因而具有优异的THD-SPL特性，即便在大音量下也不会发生破音，具有高耐输入性。一起，经过THD-SPL特性与高S/N比(66db(A))，即便是长途声源也可完成杰出音质的录音。
TDK MEMS麦克风T4081不只可用于高端智能手机中，一起也适用于具有ANC(自动噪音消除)功用的耳机或头戴耳机等。ANC是指，经过处理电路发生麦克风所搜集的周围杂音的逆相位信号，并将其与杂音相重合使其消除的功用。
T4081具有高S/N比、高耐输入型且小型形状等特色，因而可与扬声器、ANC电路等一起收纳至头戴耳机的耳罩等内部。等效杂音(自杂音)等级较低，仅为30dB以下，在一般状况下能够低输出方式运用，因而可节省电池电力。此外，最大SPL可到达130dB，因而在噪音环境下进步输出也不会呈现破音。
TDK MEMS麦克风T4064/T4081是运用了SAW设备等制作中所堆集的MEMS技能以及封装技能的产品。在产品线中，本文介绍的T4064为职业最小等级，T4081则具有高耐输入性特色，客户可根据用处挑选适宜的产品。
| portant;”>类型 | portant;”>T4064
（TDK最小产品）
|
portant;”>T4081
（高耐输入产品）
|
| portant;”>MMIC271609T4064 | portant;”>MMIC332509T4081 |
| portant;”>2.7×1.6×0.89mm | portant;”>3.35×2.5×0.95mm |
| portant;”>61.5dB(A)(20~20kHz) | portant;”>66dB(A)(20~20kHz) |
| portant;”>130dB SPL | |
portant;”>MEMS麦克风T4064/T4081系列的介绍，感谢您的阅览。
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