(57)【要約】      （修正有）【課題】改善された特性のマイクロフォンアセンブリ、およびマイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減するための改善された方法を提供する。【解決手段】マイクロフォンアセンブリ１において、１つのトランスデューサ２と、当該トランスデューサ２用の電圧源６とを備える。電圧源６は、マイクロフォンアセンブリ１の温度依存性を低減するための温度依存の電圧を供給する。【選択図】図１
2019208245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのトランスデューサ（２）と、
前記トランスデューサ（２）用の１つの電圧源（６）と、
を備えるマイクロフォンアセンブリであって、
前記電圧源（６）は、前記マイクロフォンアセンブリ（１）の温度依存性を低減するための温度依存の電圧を供給するように構成されていることを特徴とするマイクロフォンアセンブリ。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロフォンアセンブリ、特にコンデンサＭＥＭＳ（Micro-Electrical-Mechanical Systems）マイクロフォンアセンブリに関し、およびマイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、ＭＥＭＳベースのマイクロフォンにおける温度補償された電圧ポンプを開示している。特許文献２は、感度値を１つの温度範囲で実質的に一定するために１つの増幅器のゲインを変更することを開示している。特許文献３は、シリコンＭＥＭＳデバイスの受動的な温度補償を対象としたものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２０１１／０２００２１２Ａ１号明細書
【特許文献２】国際出願公開第２０１１／００１１９５Ａ１号パンフレット
【特許文献３】米国特許第７８８９０３０Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、改善された特性のマイクロフォンアセンブリ、およびマイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減するための改善された方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の１つの態様は、マイクロフォンアセンブリに関するものである。本マイクロフォンアセンブリは、１つの音響入力信号を１つの電気信号に変換するための１つのトランスデューサを備える。このトランスデューサは、ＭＥＭＳ技術を用いて製造されてよい。このトランスデューサは、１つのキャパシタを備えてよい。具体的には、１つの音響入力信号は、このトランスデューサのキャパシタンスの変化を生じ得る。これよりこのマイクロフォンは、１つのコンデンサマイクロフォンすなわちキャパシタマイクロフォンであってよい。このトランスデューサは、１つのダイヤフラムおよび１つのバックプレートを備えてよい。音響入力によって、具体的には圧力波によって、ダイヤフラムとバックプレートとの間の距離が変化するように、このダイヤフラムは変位することができ、このトランスデューサのキャパシタンスの変化が生じる。
【０００６】
さらに本マイクロフォンアセンブリは、このトランスデューサ用の１つの電圧源を備える。以上により１つのバイアス電圧をこのトランスデューサに印加することができ、具体的にはこのトランスデューサの１つのダイヤフラムと１つのバックプレートとの間に印加することができる。このバイアス電圧の値を調整することにより、このトランスデューサの感度を調整することができる。上記の電圧源は、１つの電圧発生器、具体的には１つのチャージポンプを備えてよい。このチャージポンプは、１つのディクソンチャージポンプであってよい。この電圧源は１つの電子回路、具体的には１つのＡＳＩＣ（application-specific electronic circuit）として製造された１つの電子回路の一部であってよい。一例として、本マイクロフォンアセンブリは、１つのＭＥＭＳダイを備えてよく、このＭＥＭＳダイは、上記のトランスデューサと、当該ＭＥＭＳダイに電気的に接続された電子回路を備える１つのＡＳＩＣダイとを備えてよい。
【０００７】
上記の電圧源は、本マイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減するための温度依存の電圧を供給するように構成されている。理想的には、温度に依存しない感度を得ることができる。具体的には、この電圧を調整することによって、本マイクロフォンアセンブリの特定の部品の温度依存性を補償することができる。「補償」とは、温度依存性が少なくとも低減されることを意味し、好ましくは顕著に低減されることを意味する。
【０００８】
マイクロフォンアセンブリの温度依存性、具体的には上記の感度および／またはＳＮＲ（signal-to-noise ratio）の依存性は、環境条件に依存しない同じ音響品質を期待するユーザにとって好ましいものではない。さらに、大きな温度依存性は、異常な温度でマイクロフォンにコラプスをもたらし得る。コラプスにおいては、上記のトランスデューサのダイヤフラムが上記のバックプレートに接触する。このダイヤフラムとバックプレートとの間に存在する電界のために、このダイヤフラムはこのバックプレートに付着し、そしてこのトランスデューサは、再起動が行われるまでコラプスした状態のままとなる。この温度依存性を低減することによって、このトランスデューサは、もっと「積極的に」バイアスすることができ、具体的にはコラプスの近傍までバイアスすることができる。以上により、上記のトランスデューサは、温度に依存せずに、常に最適にバイアスすることができる。これは上記のトランスデューサの良品率を大きくすることを可能とする。大きな温度依存性は、しかしながら、マイクロフォンの使用を、制限された温度範囲でのアプリケーションに制限しかねない。
【０００９】
１つの実施形態においては、上記の電圧源は、本マイクロフォンアセンブリの感度の温度依存性を低減するように構成することができる。このマイクロフォンの感度は、所定の音響入力信号に応じた、マイクロフォン出力での出力信号の値として規定することができる。
【００１０】
このマイクロフォンアセンブリの感度の温度依存性は、上記のトランスデューサの感度の温度依存性および／または電子回路の部品の温度依存性によって、具体的には前置増幅器の温度依存性によって引き起こされ得る。
【００１１】
１つの実施形態においては、上記の電圧源は、上記のトランスデューサの感度の温度依存性を補償するように構成されている。このような感度の温度ドリフトは、このトランスデューサを収容しているパッケージの温度膨張によって引き起こされ得るが、この温度膨張は上記のダイヤフラムの応力を生じさせ得る。上記の電圧源は、このトランスデューサが高い感度の場合に小さい電圧を、そしてこのトランスデューサが感度が高くない場合に高い電圧を供給するように設計することができる。例として、このトランスデューサの感度は、温度上昇と共に低下し得る。この温度ドリフトを補償するために、温度上昇と共に供給電圧を増加することが可能である。好ましくは、上記の電圧源の温度係数は、上記のトランスデューサの温度係数に調整され、具体的には温度補償が達成されるようになっている。この電圧源の温度係数は、トランスデューサの温度係数に対し符号が反対となっていてよい。
【００１２】
１つの実施形態においては、本マイクロフォンアセンブリは、上記のトランスデューサの信号を処理するための１つの増幅器を備える。上記の増幅器は前置増幅器であってよい。この増幅器は、上記のトランスデューサで生成された高インピーダンスの電気信号を低インピーダンスの信号に変換することができる。さらにこの増幅器が、信号レベルを調整しても良い。上記の電圧源は、この増幅器、具体的にはこの増幅器の利得の温度依存性を補償するように構成されていてよい。
【００１３】
１つの実施形態においては、上記の電圧源は、上記のトランスデューサおよび上記の増幅器両方の温度依存性を補償するように構成されていてよい。代替として、または追加的に、調整された電圧を供給することにより、本マイクロフォンアセンブリの他の部品の温度依存性も補償されてよい。
【００１４】
１つの実施形態においては、上記の電圧源の温度係数ＴＣvは以下の式を満足する。
【数１】
2019208245.tif 000003
ここでＴは温度、Ｖbiasは上記のトランスデューサに供給される電圧、Ｇamp|dBは上記の電子回路の利得を対数で表したもの、ｋSVはＶbiasに対する上記のトランスデューサの感度の傾き係数、そしてＴＣmems,0|dBは動作電圧Ｖ0での上記のトランスデューサの温度係数を対数で表したものである。
【００１５】
上記の温度係数の計算の詳細は、後述の図を参照した実施形態例の説明で示されている。
【００１６】
電圧源に上記の式（Ｅ１）で与えられる温度係数を持たせることにより、本マイクロフォンアセンブリの感度の温度依存性を低減することができる。具体的には、上記のトランスデューサおよび上記の電子回路の温度依存性の温度補償を達成することができる。
【００１７】
上記の電子回路の温度依存性が無視できるものと仮定するかまたは単にこれを無視する場合には、上記の電圧源の適合した温度係数は、以下のように計算することができる。
【数２】
2019208245.tif 000004
この場合は、異なる温度係数を有するトランスデューサは、これに合わせた温度係数の電圧源を有する電子回路を用いることによって温度補償することができる。
【００１８】
適合した温度係数を有する電圧源は種々の方法で提供することができる。
【００１９】
１つの実施形態においては、本発明によるマイクロフォンアセンブリは、供給されるバイアス電圧を温度の関数として調整するための１つの温度依存素子を備える。この温度依存素子は、電圧発生器、具体的にはチャージポンプに接続されて動作するものであってよい。この温度依存素子は、上記の電圧源の一部であってよい。例として、この温度依存素子は、１つの温度センサを備えてよい。この温度依存素子は、温度に依存した出力信号を供給することができる。この出力信号の値は、上記の電圧発生器によって供給されるバイアス電圧の値を決定することができる。具体的には、この出力信号は、電圧発生器の入力信号であってよく、バイアス電圧値を調整する。
【００２０】
本発明によるマイクロフォンアセンブリは、具体的には上記の電圧源は、１つのメモリ、たとえば１つの不揮発性メモリを備えてよい。このメモリは、チャージポンプのような電圧発生器に入力信号を供給する。この入力信号の値は、発生されるバイアス電圧の値を決定することができる。このメモリは、上記の電圧源の校正を可能とすることができる。校正動作においては、このマイクロフォンの１つのパラメータが決定され得る。このパラメータの値に依存して、上記の電圧源の温度係数が、温度依存性を低減するために決定されたパラメータの値に調整されるように、上記のメモリはプログラムされている。具体的には、上記の電圧源の温度係数は、上記のトランスデューサの温度係数に調整されても良い。上記のメモリは、上記の温度依存素子の一部であってよく、すなわち上記の温度依存素子の信号を処理することができる。
【００２１】
１つの実施形態においては、上記の電圧源は、その温度係数が本マイクロフォンアセンブリの部品の温度係数に適合するように選択されていてよい。具体的には、この電圧源は、その温度係数が上記のトランスデューサの温度係数に適合するように選択されていてよい。「適合」とは、ここではこの電圧源の温度係数が、このトランスデューサの温度係数を補償することができることを意味する。具体的には、１つの特定のトランスデューサに対して、適合する温度係数を有する１つの電圧源が、このトランスデューサおよびこの電圧源を組立てる前に選択されてよい。適合する温度係数を有する電圧源を選択することによって、校正手順が不要となり得る。
【００２２】
一例として、多数のトランスデューサおよび電圧源が準備されてよい。これらのトランスデューサのパラメータ（複数）は、これらのトランスデューサが電圧源と共に組み立てられる前に決定することができる。具体的には、これらのトランスデューサの温度係数（複数）が決定される。これらのトランスデューサは、その温度係数によって分別されてよい。さらに上記の電圧源のパラメータ、たとえばチャージポンプのような電圧発生器のパラメータが決定されてよい。具体的には、これらの電圧源の温度係数（複数）が決定されてよい。次にこれらのトランスデューサは、適合する温度係数を有する電圧源と組み合わされる。
【００２３】
本発明のもう１つの態様は、マイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減するための方法に関する。上記の本発明によるマイクロフォンアセンブリに関して説明した特徴は本方法に関しても開示されているものであり、この逆もまた成立するものである。これはそれぞれの特徴が顕わにそれぞれの態様に関連して記述されていなくとも成立するものである。
【００２４】
本方法は、１つのトランスデューサを準備し、このトランスデューサの温度依存性を決定するステップを備える。具体的には、このトランスデューサの感度の温度依存性を決定されてよい。一例として、この感度の温度係数が決定されてよい。具体的には、このトランスデューサは１つのＭＥＭＳダイとして製造されていてよい。さらに、１つの電圧源が準備される。この電圧源は、１つの電子回路の一部であってよい。この電圧源は１つのＡＳＩＣダイとして製造されていてよい。この電圧源は、上記のトランスデューサの温度依存性を補償するための温度依存の電圧を供給することを可能とするように選択されている。この後、上記のトランスデューサはこの電圧源と共に組立てられる。
【００２５】
本方法の１つの実施形態においては、上記の電圧源の温度係数は、この電圧源が上記のトランスデューサと共に組み立てられる前に決定される。上記のトランスデューサは、この電圧源の温度係数が上記のトランスデューサの温度係数に適合する場合にのみ、この電圧源と共に組み立てられる。
【００２６】
一例として、多数のトランスデューサは、特性が決定され、その温度係数に依存して分別されてよい。さらに、多数の電圧源が準備されてよい。これらの電圧源は、１つの電子回路の一部であってよい。これらの電圧源および／またはこれらの電子回路は、特性が決定され、これらの温度係数によって分別されてよい。各々のトランスデューサは、適合する温度係数を有する１つの電圧源と共に組み立てられてよい。代替としてまたは追加的に、１つの増幅器の温度係数が決定され、そして上記のトランスデューサおよび／または電圧源が、適合する温度係数を有する１つの増幅器と共に組み立てられてよい。
【００２７】
本方法の１つの実施形態においては、上記の電圧源は、この電圧源が上記のトランスデューサと共に組み立てられた後に校正される。この校正は、上記の電圧源の温度係数を、これが上記のトランスデューサと適合するように設定することができる。ここで上述したメモリが関与する。上記の校正手順は、本マイクロフォンンアセンブリの感度を測定するステップを含んでよい。さらに、この校正手順は、上記の電圧源によって供給される電圧に対する、上記のトランスデューサの感度の傾き係数を計算するステップを含んでよい。
【００２８】
さらなる特徴、変形例および実施例が、図に関連した例示的な実施形態の以下の説明で明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】１つのマイクロフォンアセンブリの１つの実施形態を示す概略のブロック図を示す。
【図２】１つのマイクロフォンアセンブリのパラメータ（複数）を説明する概略のブロック図を示す。
【図３】一定のバイアス電圧でのトランスデューサの感度を温度の関数として表す概略図を示す。
【図４】一定の温度でのトランスデューサの感度をバイアス電圧の関数として表す概略図を示す。
【図５】トランスデューサに供給されるバイアス電圧を温度の関数として表す概略図を示す。
【図６】温度補償の方法を表す概略ブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は、１つのマイクロフォンアセンブリ１、具体的には１つのコンデンサマイクロフォンアセンブリの１つの実施形態の概略ブロック図を示す。本マイクロフォンアセンブリ１は、１つの音響入力信号を１つの電気信号に変換するための１つのトランスデューサ２を備える。このトランスデューサ２はＭＥＭＳトランスデューサである。一例として、このトランスデューサは、シリコンまたはガリヒ素のような半導体材料を備えてよい。このトランスデューサ２は、１つのダイヤフラム３および１つのバックプレート４を備える。音響入力の際には、このダイヤフラム３はバックプレート４に向かって変位し、この際トランスデューサ２のキャパシタンスが変化し、本マイクロフォンアセンブリ１の電子回路５の入力ライン１１における電気信号を生じる。この電気信号は、さらに電子回路５によって処理されて本マイクロフォンアセンブリ１の出力信号となる。本マイクロフォンアセンブリ１の出力信号は、デジタルであってもアナログであってもよい。
【００３１】
この電子回路５は、１つのＡＳＩＣ（application-specific electronic circuit）として製造されていてよい。マイクロフォンアセンブリ１は、トランスデューサ２を備える１つのＭＥＭＳダイ、および電子回路５を備える１つのＡＳＩＣダイを備えてよい。この電子回路５は、バイアスライン７を介してトランスデューサ２にバイアス電圧を供給するための１つの電圧源６を備える。この電圧源６は、１つの電圧発生器８、たとえば１つのチャージポンプ、具体的には１つのディクソンチャージポンプを備える。バイアス電圧はＤＣバイアス電圧であり、たとえば８Ｖ〜１５Ｖの範囲であってよい。
【００３２】
この電圧源６は、さらにチャージポンプ８によって供給されるバイアス電圧の値を温度の関数として調整するための温度依存素子９を備える。具体的には、この温度依存素子９は、１つの温度センサであってよい。この温度依存素子９は、制御ライン１０を介してこの電圧発生器８に制御電圧を供給する。この制御電圧に依存して、上記のチャージポンプ８は、トランスデューサ２の温度依存性が補償されるように１つのバイアス電圧を供給する。具体的には、トランスデューサ２の感度の温度依存性が補償されてよい。さらに電圧源６は、校正を可能とするための１つのメモリを備えてよい。このメモリは、上記の温度依存素子９および上記のチャージポンプ８に接続されて動作してよい。
【００３３】
感度の温度ドリフトは、トランスデューサ２を収容しているパッケージの温度膨張によって引き起こされ得る。この膨張は上記のダイヤフラムに応力を生じさせ得る。
【００３４】
さらに、上記のバイアス電圧を調整することによって、極端な温度条件におけるトランスデューサ２のコラプスを防止することができる。
【００３５】
さらなる実施形態においては、電圧源６は、追加的に、電子回路５の他の素子の温度依存性を補償してよく、たとえば上記の入力ライン１１に接続された１つの増幅器（図１には示されていない）の利得の温度依存性を補償してよい。
【００３６】
図２は、１つのマイクロフォンアセンブリ１、たとえば図１のマイクロフォンアセンブリ１のパラメータを説明する概略ブロック図を示す。トランスデューサ２は、１つの入力ライン１１を介して１つの電子回路５に接続されている。この電子回路５は、１つの増幅器１３、具体的には１つの前置増幅器を備え、この増幅器はトランスデューサ２によって生成される電気信号を処理する。具体的には、この増幅器５は、トランスデューサ２の高インピーダンスの電気信号を、本マイクロフォンアセンブリ１の出力１２における正しい信号レベルを有する低インピーダンス出力に変換することができる。
【００３７】
マイクロフォンの感度Ｓoutは、１つの特定の音響入力に応じた本マイクロフォンアセンブリ１の出力１２における出力信号の値の特性を決定する。このマイクロフォン感度Ｓoutは、以下の式のように計算できる。
Ｓout＝Ｓmems・Ｇamp                                （１）
ここでＳmemsは、トランスデューサの無負荷時の感度、すなわちこのトランスデューサ２の非増幅時の感度であり、Ｇampは、増幅器１３の利得であり、このトランスデューサ増幅器のインターフェースでの損失を含んでいる。
【００３８】
多くの場合対数表示での感度に基づいて計算を行うことが大抵便利であるので、以下のような式となる。
Ｓout|dB＝Ｓmems|dB＋Ｇamp|dB                        （２）
【００３９】
このマイクロフォンの感度Ｓout|dBの温度係数ＴＣS|dBは以下の式のように定義することができる。
【数３】
2019208245.tif 000005
【００４０】
このように、このマイクロフォンの感度の温度係数ＴＣS|dBは、トランスデューサの温度係数ＴＣmems|dBと増幅器の温度係数ＴＣamp|dBの和となる。この温度係数ＴＣmems|dBは、上記の電圧源の温度依存性を含んでよい。上記電子回路の他の部品の温度係数を考慮しなければならない場合は、これに応じてこの計算が調整されてよい。このマイクロフォンの温度ドリフトを低減するために、トランスデューサの温度ドリフトおよび／または増幅器の温度ドリフトが低減することができる。
【００４１】
図３は、温度Ｔの関数として、一定のバイアス電圧Ｖ0でのトランスデューサ、たとえば図１に示すマイクロフォンアセンブリ１におけるトランスデューサ２の感度Ｓmems|dBを対数で示す概略図である。Ｓmemsは、たとえばｄＢＶ／ＰａまたはｄＢの単位で与えられる。温度係数ＴＣS|dBは、たとえばｄＢ／℃の単位で与えられる。
【００４２】
図３から見て取れるように、感度Ｓmems|dBは、温度の上昇に伴って減少する。この例示においては、この感度Ｓmems|dBは、温度Ｔに直線的に依存し、この曲線の傾きである、一定の電圧におけるこのトランスデューサ２の温度係数ＴＣmems,0|dBを有している。たとえば温度は０°〜５０℃の範囲であってよい。この直線的な依存性は、少なくとも動作温度Ｔ0の付近では成り立っている。動作電圧Ｖ0および動作温度Ｔ0において、このトランスデューサの感度は値Ｓ0を有する。この動作温度Ｔ0は、環境温度であってよく、たとえば２０℃である。動作温度は、たとえば１０℃〜３０℃の範囲であってよい。上記の曲線の傾きは、孤立したトランスデューサの温度依存性のみをモデル化したものではなく、上記のパッケージの効果をも含むものである。
【００４３】
図４は、一定の温度Ｔ0において、供給されるバイアス電圧Ｖbiasの関数としてトランスデューサの感度Ｓmems|dBを示す概略図である。この図は、最終製品のマイクロフォンでの測定で得られている。動作電圧Ｖ0および温度Ｔ0での感度Ｓmems|dBの値がＳmems、0|dBとなっている。この動作電圧Ｖ0の近傍においては、この感度Ｓmems|dBはバイアス電圧Ｖbiasに対し直線となっている。上記の傾き係数ｋSVは、この動作電圧Ｖ0の付近の曲線の傾きである。
【００４４】
図３および４における直線的な依存性は、上記の動作電圧Ｖ0および動作温度Ｔ0の近傍において、Ｓmems|dBを以下の式のように表すことを可能とする。
【数４】
2019208245.tif 000006
【００４５】
式（３）を用いて、式（４）から、以下の式が得られる。
【数５】
2019208245.tif 000007
【００４６】
式（５）は、バイアス電圧およびトランスデューサの利得を介した電子回路の温度依存性を表しているので、このマイクロフォンの温度係数の一般的な表現と考えてよい。
【００４７】
式（５）から、［Ｔ1〜Ｔ2］の温度範囲に渡って温度補償されたマイクロフォンを実現することができ、
ＴＣS|dB＝０，Ｔ1＜Ｔ＜Ｔ2                                    （６）
または
【数６】
2019208245.tif 000008
となっている。
【００４８】
動作電圧Ｖ0におけるこのトランスデューサの温度係数ＴＣmems,0|dBおよび傾き係数ｋSVを決定することによって、このトランスデューサの温度ドリフトを補償するために必要な温度係数ＴＣvを決定することができる。
【００４９】
式（７）は、一旦このトランスデューサの利得およびパラメータが得られた場合に、電圧源に対する温度係数を計算する一般的な方法を提供する。
【００５０】
代替として、一旦上記の電源および上記のトランスデューサの温度係数が決定された場合に、上記の増幅器の利得の温度係数が計算されてよい。このトランスデューサは、
【数７】
2019208245.tif 000009
となるように設計することができ、これは以下の式を与える。
【数８】
2019208245.tif 000010
【００５１】
図５は、図３に示す温度ドリフトを補償するために、トランスデューサに供給されるバイアス電圧Ｖbiasを温度の関数として概略的に示す図である。このバイアス電圧Ｖbiasは、温度依存素子９および電圧発生器８を用いて、図１に示す電圧源６によって供給されてよい。このバイアス電圧Ｖbiasは、温度Ｔに直線的に依存するようになっており、上記の曲線の傾きである温度係数ＴＣvを有している。この電圧源６の温度係数ＴＣvは、式（８）を満足し、この結果このトランスデューサの温度係数と上記の傾き係数との比の値を有するが、ただし上記のトランスデューサの温度係数に対して反対の符号を有している。
【００５２】
これは、このトランスデューサの感度Ｓmemsの温度依存性の補償を可能とし、またこれによって本マイクロフォンアセンブリの温度依存性の低減を可能とする。
【００５３】
図３に示す図は、特定のトランスデューサの感度Ｓmemsを温度Ｔの関数として概略的に表している。しかしながら、正確な温度係数ＴＣmemsは、プロセスのバラつきのために大幅に変化し得る。上記の傾き係数ｋSVも大幅に変化し得る。したがって、トランスデューサの温度ドリフトの実効的な補償は、上記の補償素子、具体的には電圧源、の温度係数を、特定のトランスデューサの温度係数に適合させることが必要であり得る。
【００５４】
図６は、温度補償を実現するために適した電圧源の温度係数を計算する１つの方法を説明するフローチャートを示す。この場合、上記のトランスデューサの利得は、温度に対し一定であるとして見做しており、すなわちこのトランスデューサの温度ドリフトは無視されている。
【００５５】
ステップＡにおいて、このトランスデューサは特性が決定される。この特性の決定は、好ましくはこのトランスデューサが電子回路、具体的には電圧源および前置増幅器と共に組み立てられる前に行われる。詳細には、このトランスデューサの温度係数ＴＣmems,0|dBが動作電圧Ｖ0において、かつ動作温度Ｔ0の近傍において測定される。
【００５６】
次に、このトランスデューサは、上記の電圧源、具体的には上記の電子回路と共に組み立てられる。ステップＢは、本マイクロフォンアセンブリにおける測定の開始を表す。好ましくは、本マイクロフォンアセンブリは最終的な部品である。一例として、本マイクロフォンアセンブリは、１つのＭＥＭＳダイおよび１つのＡＳＩＣダイとを備えてよく、これらは互いに接続されている。このアセンブリは、電気信号の１つの出力を備え、この電気信号は、上記のトランスデューサで生成され、そして上記の電子回路で処理される。
【００５７】
ステップＣにおいて、本マイクロフォンアセンブリの感度Ｓoutがこのアセンブリの出力で測定される。上記のバイアス電圧が１つの所定の電圧、たとえば上記の動作電圧Ｖ0に設定される。
【００５８】
ステップＤにおいて、このバイアス電圧Ｖbiasは、ΔＶbiasずつ増加される。この結果新しいバイアス電圧は以下のようになる。
Ｖbias＝Ｖ0＋ΔＶbias
【００５９】
次に、ステップＥにおいて、本マイクロフォンアセンブリの感度Ｓoutが、上記の出力で再度測定される。
【００６０】
ステップＦにおいて、異なるバイアス電圧で測定された感度から、図４に示す直線的な依存性を仮定して、上記の傾き係数ｋSVが計算される。
【００６１】
ステップＧにおいて、上記の電圧源の温度係数ＴＣvが、式（８）を用いて計算される。
【００６２】
ステップＨは、この校正手順の終了を表す。
【００６３】
この校正手順に基づいて、たとえば不揮発性メモリを用いて、上記の電圧源の温度係数ＴＣvを設定することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ：  マイクロフォンアセンブリ
２  ：  トランスデューサ
３  ：  ダイヤフラム
４  ：  バックプレート
５  ：  電子回路
６  ：  電圧源
７  ：  バイアスライン
８  ：  電圧発生器
９  ：  温度依存素子
１０  ：  制御ライン
１１  ：  電子回路の入力
１２  ：  マイクロフォンアセンブリの出力
１３  ：  増幅器
ＴＣmems|dB    ：  トランスデューサの温度係数の対数表示
ＴＣmems,0|dB  ：  動作電圧Ｖ０におけるトランスデューサの温度係数の対数表示
ＴＣv        ：  電圧源の温度係数
ＴＣS|dB    ：  マイクロフォンの温度係数の対数表示
ＴＣamp|dB  ：  増幅器の温度係数の対数表示
Ｓmems       ：  トランスデューサの感度
Ｓmems|dB    ：  トランスデューサの感度の対数表示
Ｓmems,0|dB  ：  １つの動作点におけるトランスデューサの感度の対数表示
Ｓout        ：  マイクロフォンアセンブリの感度
Ｓout|dB    ：  マイクロフォンアセンブリの感度の対数表示
Ｇamp        ：  増幅器の利得
Ｇamp|dB      ：  増幅器の利得の対数表示
Ｖbias        ：  バイアス電圧
ｋSV          ：  トランスデューサの感度のバイアス電圧に対する傾き係数
Ｔ            ：  温度
Ｔ0          ：  動作温度
Ｖ0          ：  動作電圧
Ｓ0          ：  動作電圧および動作温度におけるトランスデューサの感度 
【図１】
2019208245.tif 000011
【図２】
2019208245.tif 000012
【図３】
2019208245.tif 000013
【図４】
2019208245.tif 000014
【図５】
2019208245.tif 000015
【図６】
2019208245.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月2日(2019.8.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つのトランスデューサ（２）と、
前記トランスデューサ（２）用の１つの電圧源（６）と、
を備えるマイクロフォンアセンブリであって、
前記電圧源（６）は、前記マイクロフォンアセンブリ（１）の温度依存性を低減するための温度依存の電圧を供給するように構成され、
前記電圧源（６）は、前記供給される電圧を温度の関数として調整する温度依存素子を有し、又は、前記電圧源（６）は、前記電圧源（６）の温度係数が、前記マイクロフォンアセンブリの電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサの温度係数と適合するように校正又は選択されていることを特徴とするマイクロフォンアセンブリ。
【請求項２】
前記電圧源（６）は、前記マイクロフォンアセンブリ（１）の感度の温度依存性を低減するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のマイクロフォンアセンブリ。
【請求項３】
前記電圧源（６）は、前記トランスデューサ（２）の感度の温度依存性を補償するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のマイクロフォンアセンブリ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリにおいて、
前記トランスデューサ（２）の信号を処理するための１つの増幅器（１３）を備え、
前記電圧源（６）は、前記増幅器（１３）の利得の温度依存性を補償するように構成されている、
ことを特徴とするマイクロフォンアセンブリ。
【請求項５】
前記電圧源（６）は、前記電圧源（６）の校正を可能とするための１つのメモリを備えることを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリ。
【請求項６】
前記電圧源（６）の温度係数は、前記トランスデューサ（２）の温度係数に調整されていることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリ。
【請求項７】
前記電圧源（６）の温度係数は、前記トランスデューサ（２）の温度係数に対し符号が反対となっていることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリ。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリにおいて、
前記電圧源（６）の温度係数は以下の式
2019208245.tif 000017
で表され、
ここでＴは温度、Ｖbiasは前記トランスデューサに供給されるバイアス電圧、Ｇamp|dBは前記電子回路の利得を対数で表したもの、ｋSVはＶbiasに対する前記トランスデューサの感度の傾き係数、そしてＴＣmems,0|dBは動作電圧Ｖ0での前記トランスデューサの温度係数を対数で表したものである、
ことを特徴とするマイクロフォンアセンブリ。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のマイクロフォンアセンブリにおいて、
前記電圧源（６）の温度係数は以下の式
2019208245.tif 000018
で表され、
ここでＴは温度、Ｖbiasは前記トランスデューサに供給される電圧、ｋSVはＶbiasに対する前記トランスデューサの感度の傾き係数、そしてＴＣmems,0|dBは前記トランスデューサの温度係数を対数で表したものである、
ことを特徴とするマイクロフォンアセンブリ。
【請求項１０】
マイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減する方法であって、
当該方法は、以下のステップ、
Ａ）トランスデューサ（２）を準備し、前記マイクロフォンアセンブリの電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度依存性を決定するステップと、
Ｂ）電圧源（６）を準備するステップであって、前記電圧源（６）は、前記マイクロフォンアセンブリの電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度依存性を補償するための温度依存の電圧を供給し、前記電圧源の温度係数を決定することを可能とするステップと、
Ｃ）前記電圧源（６）の温度係数が、前記マイクロフォンアセンブリの前記電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度係数と適合している場合のみ、前記トランスデューサ（２）を前記電圧源（６）と組み立てるステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１１】
マイクロフォンアセンブリの温度依存性を低減する方法であって、
当該方法は、以下のステップ、
Ａ）トランスデューサ（２）を準備し、前記マイクロフォンアセンブリの電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度係数を含む温度依存性を決定するステップと、
Ｂ）ダイヤフラムとバックプレートとの間のバイアス電圧を供給するために電圧源（６）を準備するステップであって、前記電圧源（６）は、前記マイクロフォンアセンブリの前記電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度依存性を補償するための温度依存の電圧の供給を可能とするステップと、
Ｃ）前記トランスデューサ（２）を前記電圧源（６）と組み立て、前記電圧源（６）の温度係数が、前記マイクロフォンアセンブリの電子回路の少なくとも部分、及び／又は前記トランスデューサ（２）の温度係数と適合するように、前記電圧源（６）を校正するステップと、
を備えることを特徴とする方法。
【請求項１２】
前記校正は、前記電圧源（６）によって供給される電圧に対する、前記トランスデューサ（２）の感度の傾き係数を計算するステップを含むことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記校正は、前記マイクロフォンアセンブリ（１）の感度を測定するステップを含むことを特徴とする、請求項１１または１２に記載の方法。
【外国語明細書】
2019208245000001.pdf