Конденсаторный микрофон

Конденсаторный микрофон

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

! 769765

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнптелы)Ос к аВТ. сВнд-Ву (22) Заявлено 27,11.78 (21) 2688170/18-10 (51) Л1. «л 3

H 048 23/00 с присоединением заявки—

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий. (23) Приор))тет —. (43) Опубз)))ковано 07.10.80. Б)ог),1сте))! М 3! (45) Дата опубликования описания 07.10.80 (53) УД«681.84 (088.8) Г. Ф. Баканов, В. И. Смирнов, В. А. Чикулаева и А. А. Скоробогатов

Ленинградский ордена Ленина электротехни-)еский институт имени В. И. Ульянова (Ленина) (72) Авторы изобретения (7l) Заявитель (54) КОНДЕНСАТОРНЫЙ МИ«РОФОН

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

Известен конденсаторный микрофо)), осно|вной частью которого является звукоприемный капсюль, представляющий собой плоский воздушный конденсатор, подвижная обкладка которого служ )т мембраной, воспринимающей звуковые колебания.

Мембрану делают из тонкой фолыи (5—

30 мк). По периметру мембрана закрепляется винтами и осущствляется ее контакт с корпусом. Вторая массивная обкладка этого воздушного конденсатора является неподвижным электродом (1).

К недостаткам конденсаторных микро фонов следует Отнести высокий уровень собстве)н)ых шумов, что приводит к падению чувствительности микрофона, слож. ность их изготовления и регулировки, большие габариты, вес, низкую надежность из-за сложности кс!нструкции и наличия подвижных элементов и электрических контактов, недостаточнуо равномерность частотной характеристики.

Наиболее близок к описываемому конденсаторный микрофон, содержащий электропроводящую мембрану, устаною)ен))ую на опорах, расположенных на диэлектри2 ческой площадке, и полевой транзистор, состояьцпй из затвора, подложки, стока н истока !2).

Недостаток этого микрофона состоит в сравнительно низкой чувствительности и механической надежности микрофона, а также В сравн)гтельно больших габаритах микрофсна.

Це.lb изобретения заключается г, повы)0 шенин чувствительности и механической надежности микрофона, а также В уменьшении его габаритов.

Поставленная цель достигается за счет того, что затвор полевого транзистора вы))5 полнен в виде обкладки конденсатора, являющейся одновременно мембраной микрофона, а участок подложки между с)оком и

IIcTGlioiI Выполнен В Виде др Гон ОО! ладки этого же конденсатора.

2,) На фиг, 1 изооражена схема опнсывае мого микрофона; на фиг. 2 — то же, впд сверху; на фиг. 3 — электрическая схема .)икрофона, М))крофон включает кремниевую подложку 1, В которой диффузией выполнены области истока 2 и стока 3. От областей истока 2 н стока 3 через контактные окна вьпзедены выводы 4 и 5 (в виде пленочных проводников}. Вывод 4 нсТоКВ lIo3,K1Io le!I I< :,Онтактной площад!,е 6. рп К выводу стока 5 подключены резистор 7

769765

3 и 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 представляют собой поле@ой транзистор,с изолированным затвором.

К контактным площадкам 13, G и 9 подключается напряжение питания (источники питания не указаны на чертеже).

Роль переменного конденсатора в описываемом микрофоне выполняют элементы самого транзистара. 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 стоком 3. При во здействии 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 появляется переменное напряжение, являющееся выходным напряжением микро фона

Описанный микрофон отличается от известных малыми габаритами, высокой чувствительностью и надежностью, улучшен ной частотной характеристикой и низкой стоим остью.

Малые габариты микрофона достигаются за счет реализации средствами микроэлектроники. Чувствительность микро4 фона с габаритными размерами подложки

1 (2 X 2 X 0,1) мм на два порядка, выше, чем чувствительность выпускаемых серийно микрофонов МК-15 с габаритными размер а ми (58 Х 58 Х 70) м м .

Рассчетная чувствительность предлагаемого устройства 200 мВ м /Н, Чувствительность микрофона МК-15 — 6 мВ м /Н.

Высокая надежность предлагаемого 1о микрофона обеспечивается отсутствием механичеаки передвигаемых частей, минимальным количеством электрических кон тактов, малыми величинами напряжений.

Улучшение частотной характеристики до)15 стигается за счет того, что собственная частота микрофона лежит за пределами звуковых ча стот, а инерцианнссть тонкопленочного затвора не сказывается на работе микрофана на высоких частотах.

gO)

Формула изобретения конденсаторный микрофон, содержащий электропроводящую мембрану, установленную на опарах, расположенных на диэлектрической площадке, и полевой транзистор, состоящий из затвора, подложки, стока и истока, отличающийс я тем, что, с целью повышения чувствирр тельнасти и механической надежности микрофона, а также уменьшения его габаритов, затвор полевого транзистора выполнен в виде обкладки конденсатора, являющейся одновременно мембраной микрофона, а участок подложки между стоком и истоком выполнен в виде другой обкладки этого же конденсатора.

Источ ники информации, принятые во внимание при экспертизе:

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

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