半导体放大电路和半导体驻极体电容扩音器制造技术

本发明专利技术提供了一种可以抵抗猝发噪声影响的半导体放大电路和半导体驻极体电容扩音器。包括：电压转换电路，用于接收弱信号并将该信号作为电压信号输出；和放大电路２０，用于接收电压信号，放大和发送该信号。电压转换电路和放大电路形成于同一个半导体芯片中。由于放大电路的输入端隐藏在半导体芯片中，所以猝发噪声几乎不能进入放大电路中。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种抗猝发噪声影响的半导体放大电路，以及具有该电路的半导体驻极体电容扩音器。驻极体电容扩音器广泛用作数字手提电话的扩音器等。如附图说明图10所示，传统在驻极体电容扩音器基本上包括振动膜2，它是一层高聚物驻极体薄膜，与圆环(ring)粘连在一起；背电极3，它与振动膜2的相对；间隔器4，它内插在背电极3和圆环1之间，用于在振动膜2和背电极3之间开拓一个空间；背电极支撑器5，用于支撑背电极3；IC芯片61、62，它们固定在印刷电路板8上；以及外壳7，用于容纳上述器件。在该图中，标号9是前布。电容器由振动膜2和背电极3组成，并且通过振动膜2振动改变电容器的电容，由此将声音转化成话音信号，然后放大和发送该信号。对于放大这一信号的电路，广泛使用如图11所示的半导体放大电路。该电路由电压转换电路A和放大电路B组成构成，其中电压转换电路A用于将话音信号转换成电压信号并输出，而放大电路B用于放大由电压转换电路A输入的电压信号并输出。电压转换电路A形成于IC芯片61中，而放大电路B形成于IC芯片62中。在该图中，Vdd表示电源电压端，GND是接地电压端，Vout1是电压转换电路A的输出端，而Vout是放大电路B的输出端。但是，在此现有技术中，半导体放大电路易受猝发噪声的影响。也就是说，在数字手提电话(TDMA系统)中建立的射频振荡器是猝发噪声的源(RF猝发信号)，并且由射频振荡器发出的猝发噪声会进入电源线或导线，并且较大的猝发成分(猝发工作频率200-400Hz)将出现在半导体放大电路的输出信号中。特别是，放大电路B的输入信号线被暴露时，并且放大电路B放大了侵入该线路的猝发噪声，对于降低驻极体电容扩音器或手提电话本身中的噪声来说，这会引起严重的问题。如果放大电路20的输出级设置噪声阻断电容，那么对低程度的猝发噪声是有效的，但不能充分抑制噪声，并且它会带来一个附加的问题，即从降低的成本的角度，它会增加部件数。在此背景下产生了本专利技术。因此，本专利技术的一个目的是提供一种可以抗猝发噪声影响的半导体放大电路和半导体驻极体电容电话。本专利技术的半导体放大电路是用于放大和发送弱信号的电路，它包括电压转换电路，用于接收弱信号，并且将该信号作为电压信号输出；和放大电路，用于接收电压转换电路输出的电压信号，并且放大和发送该信号，其中电压转换电路和放大电路形成于同一个半导体芯片中。依照此结构，由于放大电路的输入端隐藏在半导体芯片中，所以猝发信号几乎不能进入放大电路。电压转换电路最好包括结型或MOS型FET，FET的源极接地，栅极接收弱信号；还包括一电阻，电阻连接在FET的漏极和电源线之间，用于将FET的漏电流转换成电压，并且将其作为电压信号输出。最好，电压转换电路包括结型或MOS型的第一FET，其栅极接收弱信号，而其源极接地；第二FET，其源极和漏极连接在第一FET的漏极和电源线之间，用于将源电压作为电压信号输出；以及参考电压发生电路，用于接收电源线上的电源电压，产生参考电压，并将其发送给第二FET的栅极。在该结构中，如果因猝发噪声进入电源线等而改变电源电压，那么尽管第二FET的源电压会起伏，但由于馈送到第二FET之栅极的参考电压同时也会起伏，所以第二FET之源电压的改变程度小于电源电压。因此，如果猝发噪声进入电源线等，进入放大电路的猝发噪声也是很小的。放大电路最好包括用于从外部调节该电路增益的增益调节电路。这是因为通过对放大电路进行增益调节可以缓解电压转换电路的离散性。最好，在放大电路的输出端和电源线和／或接地线之间，提供用晶体管形成的用于防冲击的电容器。因此，如果因猝发噪声的影响而在放大电路的输出端出现较大的猝发成分，那么电容器可以阻断它。本专利技术的半导体驻极体电容扩音器是这样一种器件，其中电容器由振动膜和背电路组成，通过振动膜的振动改变电容器的电容，从而将话音转换成话音信号，并且放大和发送该信号，用上述任何一种半导体放大电路放大话音信号。在该半导体驻极体电容扩音器中，在其中形成有半导体放大电路的半导体芯片的上面，提供起背电极作用的电极层。图1是一电路图，示出了本专利技术半导体放大电路的一个实施例。图2是一电路图，示出了其修改形式。图3是一截面示意图，示出了本专利技术半导体驻极体电容扩音器的实施例。图4是一示意图，示出了扩音器外壳的解剖透视示意图。图5(A)是外壳的截面示意图，图5(B)是外壳的示意底视图。图6是扩音器中间隔层的示意平面图。图7是扩音器中振动膜的截面示意图。图8是一电路图，示出了图2所示电路中与扩音器的电气连接关系。图9是一曲线图，示出了包含在半导体放大电路发出的话音信号中的猝发噪声之等级和频率之间关系。图9(A)和图9(B)分别是本专利技术和传统电路测量半导体ECM猝发噪声的结果。图10是一截面示意图，示出了传统的驻极体电容扩音器。图11是一电路图，示出了传统的半导体放大电路。以下参照附图，描述本专利技术的一个实施例。举例说明的半导体放大电路是一种用于放大由手提电话的半导体驻极体电容扩音器检测到的弱话音信号γ和发送该信号的电路。如图1所示，它基本上包括电压转换电路10，用于接收话音信号，并且将该信号作为电压信号输出；和放大电路20，用于接收电压信号，放大该信号，并且将其作为话音信号输出。半导体放大电路的最大特点是电压转换电路10和放大电路20形成于同一个半导体芯片C中。在半导体芯片C的外表面上，提供了电源电压端Vdd，用于馈送电源电压；接地电压端GND；输入端Vin，用于馈送话音信号α；以及输出端Vout，用于输出话音信号γ。在振动膜中，L表示电源线，而G是接地线(固体接地型)。以下描述组成电路。电压转换电路10包括FET11，其源极接地，栅极接收话音信号α；电阻12，它连接在FET11漏极和电源线L之间，用于将FET11的漏电流转换成电压，并且输出电压信号β；以及偏压电路13，用于将FET11的栅极电压偏置到0V。这里所用的FET11是N沟道降低型(depression type)中的结型FET，但也可以使用CMOS型FET。对于偏压电路13，使用二极管或千兆数量级的电阻。对于放大电路20，使用高输入阻抗和低输出阻抗的运算放大器，它被设计成通过放大电压信号β但不进行反相来产生话音信号γ。对于如此构造的半导体放大电路，以下描述其工作情况。由于在FET11的栅极提供偏压电路13，所以FET11之栅一源电压VGS的偏压为0V。假设FET11在VGS=0时的漏电流ID为IDSS，那么IDSS和FET11之夹断电压VP之间的关系如以下公式所示。在该公式中，β是由FET11之栅极尺寸所确定的常数。公式1IDSS=β=VP2下式表述了当VGS=0时，话音信号α的电压变化ΔVIN与FET11之漏电流ID的电流变化ΔID之间的关系。公式2ΔID／ΔVIN=2·IDSS／VP因此，根据公式2和公式1，ΔID可以表示成公式3ΔID=-2·ΔVIN·β·VP也就是说，当话音信号α改变ΔVIN时，FET11的漏电流ID改变ΔID。运算放大器21的输入阻抗是非常高的，并且漏电流ID流入电阻器R12，而运算放大器21的输入电路Va变化如下。这里电阻器R12的电阻值表示成R。公式4ΔVa=ΔID·R=-2·ΔVIN·β·VP·R当VGS=0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于放大和发送弱信号的半导体放大电路，其特征在于，所述半导体放大电路包括：电压转换电路，用于接收所述弱信号，并且将该信号作为电压信号输出；和放大电路，用于接收所述电压转换电路输出的电压信号，并且放大和发送该信号，其中所述电压转换电路和放大电路形成于同一个半导体芯片中。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：竹内孝信，大林义昭，安田护，佐伯真一，大泽周治，
申请(专利权)人：星电器制造株式会社，三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]