Конденсаторный микрофон

Союз Советских Социалистических Республик(51) .1, Кл кН 04 К 23 присоединением зяявк Государствеиныи комите СССР(43) Опубликовано 07.10.80. Бсллетс иь М 37 (45) Дата опубликования описания 07,10.80 лелам изобре 53) УДК 681.84и открытий ов, В. И. Смирнов, В. и А, А. Скоробогатов ордена Ленина элек меии В. И. Ульянова.Ф.Б кулаев Ленинградский институт и отехиическийЛенина) аявитель(54) КОНДЕНСАТОРНЫЙ МИКРОФОН транзистор, ки, стока и Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано в элвктроакустике при изготовлении конденсаторных микрофонов.Известен конденсаторный микрофон, основной частью которого является звуко- приемный капсюль, представляющий собой плоский воздушный конденсатор, подвижная обкладка которого служит мембраной, воспринимающей звуковые колебания. 10 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 ц 5 неподвижным электродом 1.К недостаткам конденсаторных микро фонов следует Отнести высокий уровень собственных шумов, что приводит к паде. нию чувствительности микрофона, слож 2,.г, ность их изготовления и регулировки, большие габариты, вес, низку.ю надежность из-за сложности конструкции и наличия подвижных элементов и электрических контактов, недостаточную равномерность час й тотной характеристики.Наиболее близок к описываемому конденсаторный микрофоп, содержащий электропроводящую мембрану, установленную на опорах, распслогкенных на диэлектри- рО ческои площадке, и полевоисостоящий из затвора, подложстоа 12.Недостаток этого микрофона состоит в сравнительно низкой чувствительности и механической надежности микрофона, а также в сравнпельно больших габаритах микрсфсня.Цель изобретения заключается г, повышении чувствительности и механической надежности микрофона, а также в уменьшении его габаритов.Поставленная цель достигается за счет того, что затвор полевого транзистора выполнен в виде обкладки конденсатора, являющейся одновременно мембраной микрофона, а участок подложки между стоком и истоком выполнен в виде другой оскладки этого же конденсатора.На фиг, 1 изоораженя схема описывас мсГО микрофона; на фиГ. 2 - тс гке, Впд сверху; на фиг. 3 - электрическая схема микрофона, Микрофон включает кремниевую подложку 1, в которой диффузией выполнены области истока 2 и стока 3. От областей истока 2 и стока 3 через контактные окна выведены выводы 4 и 5 (в виде пленочных проводников). Вывод 4 истока подключен к контактной площадке 6. К вывод стока 5 подключены резистор 73и разделительная емкость 8. Вторые концы резистора 7 и емкости 8 соответственно подключены к контактным площадкам 9 и 10. Над областями истока 2 и стока 3 расположена гибкая тонкопленочная электропрсводящая 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 11 представля. ют собой полевой транзистор,с изолированным затвором.К контактным площадкам 13, 6 и 9 подключается напряжение питания (источники питания не указаны на чертеже). Роль переменного конденсатора в описываемом микрофоне выполняют элементы самого транзистора. Одной обкладкой конденсатора служит гибкий тонкопленочный затвор, другой - канал транзистора, 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 к 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 появляемся переменное напряжение, являющееся выходным напряжением микрофона.Описанный микрофон отличается от из. вестных малыми габаритами, высокой чувствительностью и надежностью, улучшен ной частотной характеристикой и низкой стоимостью.Малые габариты микрофона достигаются за счет реализации средствами микроэлектроники, Чувствительность микро 4фона с габаритными размерами подложки1 (2 Х 2 Х 0,1) мм на два порядка,выше,чем чувствительность выпускаемых серийно микрофонов МКс габаритными размерами (58 Х 58 Х 70) мм,Рассчетная чувствительность предлагаемогоо устройства 200 м В м/Н, Чувствительность микрофона МК- 6 мВ м/Н.Высокая надежность предлагаемого10 микрофона обеспечивается отсутствием механичеаки передвигаемых частей, минимальным количеством электрических контактов, малыми величинами напряжений.Улучшение частотной характеристики до 1 б стигается за счет того, что собственная частота микрофона лежит за пределами звуковых частот, а инерционность тонкопле.ночного затвора не оказывается на работемикрофана на высоких частотах.Рй,Формул а из о бр ете и и яконденсаторный микрофон, содержащий электропроводящую мембрану, уста новленную на опарах, расположенных надиэлектрической площадке, и полевой транзистор, состоящий из затвора, подложки, стока и истока, отличающийсяя тем, что, с целью повышения чувстви- рО тельнасти и механической надежности микрофона, а также уменьшения его габаритов, затвор полевого транзистора выполнен в виде обкладки конденсатора, являющейся одновременно мембраной микрофона, а Зз участок подложки между стоком и истоком выполнен в виде другой обкладки этого же конденсатора.Источники информации,40 принятые во внимание при экспертизе:1. Эфрусси М. М, Микрофоны и их применение. М., Энергия, 1974, с. 38.2. Патент ФРГ Мо 1252258, кл, Н 04 К,65, опублик. 1967 (прототип),