CN106254999B - 麦克风放大器电路 - Google Patents

麦克风放大器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN106254999B
CN106254999B CN201610572882.8A CN201610572882A CN106254999B CN 106254999 B CN106254999 B CN 106254999B CN 201610572882 A CN201610572882 A CN 201610572882A CN 106254999 B CN106254999 B CN 106254999B
Authority
CN
China
Prior art keywords
transistor
grid
amplifier circuit
microphone amplifier
source electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610572882.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106254999A (zh
Inventor
韩冬
蔡东记
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AAC Technologies Holdings Shenzhen Co Ltd
Original Assignee
AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd filed Critical AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
Priority to CN201610572882.8A priority Critical patent/CN106254999B/zh
Publication of CN106254999A publication Critical patent/CN106254999A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106254999B publication Critical patent/CN106254999B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2420/00—Details of connection covered by H04R, not provided for in its groups
    • H04R2420/01—Input selection or mixing for amplifiers or loudspeakers

Abstract

本发明提供了一种麦克风放大器电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、二极管和电阻，所述第一晶体管的栅极作为所述麦克风放大器电路的输入端，所述第二晶体管的源极作为所述麦克风放大器电路的输出端。所述第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和所述电阻形成偏置电路，用于产生偏置电流，为作为源跟随器的所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2提供所需电流，所述第二晶体管M2采用深N井(Deep N Well)的NMOS晶体管产生背栅效应。与相关技术相比，本发明的麦克风放大器电路具有电流消耗小和SNR高的优点。

Description

麦克风放大器电路
【技术领域】
本发明涉及一种放大器电路，尤其涉及一种运用在MEMS工艺的麦克风放大器电路。
【背景技术】
麦克风放大器电路主要包括MEMS传感器和ASIC(Application-SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，两者电性连接以实现将声音信号转换成电信号从而实现麦克风的功能。
相关技术的麦克风放大器电路中，电源在217赫兹处的电源抑制比(Power SupplyRejection Ratio，PSRR)决定了噪声从电源到输出的耦合能力，且运用相关麦克风放大器电路的相关麦克风系统一般只能达到66.5dB的信噪比(Signal-Noise-Ratio，SNR)。
相关SNR低的原因之一是相关麦克风放大器电路的自身噪声较高，即在20Hz-20KHz频段内，经过A计权(A-Weight)滤波器滤波后的噪声约为3.5μVrms，而且相关麦克风系统的灵敏度较低。
因此，有必要提供一种新的麦克风放大器电路以解决上述问题。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种麦克风放大器电路，该电路具有低功耗和信噪比高的优势。
为了达到上述目的，本发明提供了一种麦克风放大器电路，包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、二极管和电阻，所述第一晶体管的栅极作为所述麦克风放大器电路的输入端，所述第二晶体管的源极作为所述麦克风放大器电路的输出端；
所述第一晶体管的源极连接至所述第七晶体管的漏极，所述第一晶体管的漏极同时连接至所述第五晶体管的漏极和所述第五晶体管的栅极；
所述第二晶体管的栅极通过所述二极管接地，所述第二晶体管的漏极连接至所述第三晶体管的源极；
所述第三晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接至所述第八晶体管的漏极；
所述第四晶体管的栅极连接至偏置电压，所述第四晶体管的源极连接至所述第五晶体管的栅极，所述第四晶体管的漏极连接至电源电压；
所述第五晶体管的源极接地；
所述第六晶体管的栅极连接至所述第五晶体管的栅极，所述第六晶体管的源极接地，所述第六晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的源极；
所述第七晶体管的栅极连接至所述第八晶体管的漏极，所述第七晶体管的源极连接至所述第八晶体管的栅极；所述第七晶体管的漏极连接至所述第三晶体管的栅极；
所述第八晶体管的源极连接至所述电源电压；
所述电阻串联至所述电源电压与所述第七晶体管的源极之间。
优选的，所述第一晶体管为PMOS晶体管。
优选的，所述第三晶体管为本征晶体管。
优选的，所述第二晶体管为深N井的NMOS晶体管。
优选的，所述第二晶体管的栅极与所述第二晶体管的体端同时连接至所述第三晶体管的栅极。
优选的，所述第二晶体管的深N井端连接至所述第三晶体管的栅极。
与相关技术相比，本发明的麦克风放大器电路通过所述第一晶体管作为信号输入端，输入信号经过所述第二晶体管作为输出端输出，所述第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管和所述电阻形成偏置电路，用于产生偏置电流，为作为源跟随器的所述第一晶体管和所述第二晶体管提供所需电流，减少了电流消耗且减少了偏置电路产生的噪声。通过所述第四晶体管启动所述麦克风放大器电路，通过采用本征晶体管的所述第三晶体管提高其源极端的电源抑制比，从而在提高所述麦克风放大器电源抑制比的同时，不会显著降低所述输出端的电压范围，从而不会影响所述麦克风放大器电路的声过载点(Acoustic Overload Point，AOP)。所述第二晶体管采用深N井的NMOS晶体管，利用背栅效应减少了所述第二晶体管的交流电压增益损失，使得输出信号的幅度增大，降低所述第二晶体管的噪声，从而使得所述麦克风放大器电路的信噪比提高。
【附图说明】
图1为本发明的较佳实施例的麦克风放大器电路的电路结构图。
【具体实施方式】
下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
请参阅图1，为本发明的较佳实施例的麦克风放大器电路的电路结构图。本发明提供了一种麦克风放大器电路10，包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3、第四晶体管M4、第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8、二极管D1和电阻R1。
所述第一晶体管M1的栅极作为所述麦克风放大器电路10的输入端接收输入信号VIN，所述第二晶体管M2的源极作为所述麦克风放大器电路10的输出端发射输出信号VOUT。
所述第一晶体管M1的源极连接至所述第七晶体管M7的漏极，所述第一晶体管M1的漏极同时连接至所述第五晶体管M5的漏极和所述第五晶体管M5的栅极。所述第一晶体管M1的源极与所述第七晶体管M7的漏极之间形成参考电压VB，所述第一晶体管M1的漏极分别与所述第五晶体管M5的漏极及所述第五晶体管M5的栅极之间形成参考电压VD。本实施方式中，所述第一晶体管M1为PMOS晶体管，以降低闪烁噪声。
所述第二晶体管M2的栅极通过所述二极管D1接地，所述第二晶体管M2的漏极连接至所述第三晶体管M3的源极，所述第三晶体管M3的源极输出形成参考电压VC。
具体的，所述第二晶体管M2为深N井的NMOS晶体管。本实施方式中，所述第二晶体管M2的栅极与所述第二晶体管M2的体端同时连接至所述第三晶体管M3的栅极。更优的，所述第二晶体管M2的深N井端也连接至所述第三晶体管M3的栅极。
所述第三晶体管M3的栅极连接至所述第二晶体管M2的栅极，所述第三晶体管M3的漏极连接至所述第八晶体管M8的漏极，所述第三晶体管M3的漏极和所述第八晶体管M8的漏极之间形成参考电压VA。更优的，所述第三晶体管M3为本征晶体管。
所述第四晶体管M4的栅极连接至偏置电压VST，所述第四晶体管M4的源极连接至所述第五晶体管M5的栅极，所述第四晶体管M4的漏极连接至电源电压VDD。
所述第五晶体管M5的源极接地。
所述第六晶体管M6的栅极连接至所述第五晶体管M5的栅极，所述第六晶体管M6的源极接地，所述第六晶体管M6的漏极连接至所述第二晶体管M2的源极。
所述第七晶体管M7的栅极连接至所述第八晶体管M8的漏极，所述第七晶体管M7的源极连接至所述第八晶体管M8的栅极；所述第七晶体管M7的漏极连接至所述第三晶体管M3的栅极。
所述第八晶体管M8的源极连接至所述电源电压VDD。
所述电阻R1串联至所述电源电压VDD与所述第七晶体管M7的源极之间。
所述第一晶体管M1用于接收信号，所述第二晶体管M2用于输出信号，二者均作为源跟随器。输入信号由所述第一晶体管M1输入，经过所述源跟随器，即所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2处理后从所述第二晶体管M2的源极输出。
所述第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8和所述电阻R1形成偏置电路并产生偏置电流，从而给所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2提供所需的电流。
所述第四晶体管M4用于启动所述麦克风放大器电路10：当所述麦克风放大器电路10在启动状态时，所述偏置电压VST为高电平，所述第四晶体管M4打开，所述第四晶体管M4的沟道电流将从所述电源电压VDD流经所述第四晶体管M4并注入至所述参考电压VD，使得所述偏置电路(所述第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8和所述电阻R1形成)快速启动；当所述麦克风放大器电路10正常工作状态时，所述偏置电压VST为低电平，所述第四晶体管M4关闭，所述参考电压VD处无多余电流从所述第四晶体管M4注入。
所述第三晶体管采用本征晶体管，连接至所述参考电压VA和所述参考电压VC之间，用于提高所述参考电压VC处的电源抑制比PSRR。所述参考电压VC处的交流电信号跟随着所述输入端，因而此处的电源抑制比较于所述参考电压VA处高。
因本征晶体管的阈值电压接近零甚至为负值，因此所述第三晶体管M3在提高所述麦克风放大器电路10的电源抑制比PSRR的同时，不会显著降低所述输出端的电压范围，从而不会影响所述麦克风放大器电路10的声过载点(Acoustic Overload Point，AOP)。
所述第二晶体管M2采用深N井(Deep N Well)的NMOS晶体管，所述第二晶体管M2的栅极与所述第二晶体管M2的体端同时连接至所述第三晶体管M3的栅极，即连接至所述参考电压VB处。该结构利用背栅效应，使得作为源跟随器的所述第二晶体管M2的交流电压增益接近1，背栅效应减少了所述第二晶体管M2的交流电压增益损失，使得所述输出信号VOUT的幅度增大。同时，背栅效应提升了所述第二晶体管M2的等效跨导，降低了所述第二晶体管M2的噪声，从而使得所述麦克风放大器电路10的信噪比提高。
更优的，所述第二晶体管的深N井端也连接至所述参考电压VB。
所述二极管D1模拟在所述第二晶体管M2的深N井和晶片衬底(Deep N Well-to-Psub)之间寄生的P-N结。而所述偏置电路(所述第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8和所述电阻R1形成)直接累加于作为源跟随器的所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2。上述结构使得所述麦克风放大器电路10即减少了电流消耗又减少了所述偏置电路产生的噪声。
本发明的麦克风放大器电路10仅消耗20μ A的电流，而所述输出端的所述输出信号VOUT在20Hz-20KHz频段内，经过A计权(A-Weight)滤波器滤波后的噪声约为2μVrms，噪声明显降低。在使用较小电流消耗的同时将信噪比SNR提高1dB。
与相关技术相比，本发明的麦克风放大器电路通过所述第一晶体管M1作为信号输入端，输入信号VIN经过所述第二晶体管M2作为输出端输出，所述第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7、第八晶体管M8和所述电阻R1形成偏置电路，用于产生偏置电流，为作为源跟随器的所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2提供所需电流，减少了电流消耗且减少了偏置电路产生的噪声。通过所述第四晶体管M4启动所述麦克风放大器电路10，通过采用本征晶体管的所述第三晶体管M3提高其源极端的电源抑制比，从而在提高所述麦克风放大器10电源抑制比的同时，不会显著降低所述输出端的电压范围，从而不会影响所述麦克风放大器电路10的声过载点(Acoustic Overload Point，AOP)。所述第二晶体管M2采用深N井的NMOS晶体管，利用背栅效应减少了所述第二晶体管M2的交流电压增益损失，使得输出信号的幅度增大，降低所述第二晶体管M2的噪声，从而使得所述麦克风放大器电路10的信噪比提高。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种麦克风放大器电路，其特征在于：包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管、第八晶体管、二极管和电阻，所述第一晶体管的栅极作为所述麦克风放大器电路的输入端，所述第二晶体管的源极作为所述麦克风放大器电路的输出端；
所述第一晶体管的源极连接至所述第七晶体管的漏极，所述第一晶体管的漏极同时连接至所述第五晶体管的漏极和所述第五晶体管的栅极；
所述第二晶体管的栅极连接所述二极管的负极，所述二极管的正极接地，所述第二晶体管的漏极连接至所述第三晶体管的源极；
所述第三晶体管的栅极连接至所述第二晶体管的栅极，所述第三晶体管的漏极连接至所述第八晶体管的漏极；
所述第四晶体管的栅极连接至偏置电压，所述第四晶体管的源极连接至所述第五晶体管的栅极，所述第四晶体管的漏极连接至电源电压；
所述第五晶体管的源极接地；
所述第六晶体管的栅极连接至所述第五晶体管的栅极，所述第六晶体管的源极接地，所述第六晶体管的漏极连接至所述第二晶体管的源极；
所述第七晶体管的栅极连接至所述第八晶体管的漏极，所述第七晶体管的源极连接至所述第八晶体管的栅极；所述第七晶体管的漏极连接至所述第三晶体管的栅极；
所述第八晶体管的源极连接至所述电源电压；
所述电阻串联至所述电源电压与所述第七晶体管的源极之间。
2.根据权利要求1所述的麦克风放大器电路，其特征在于，所述第一晶体管为PMOS晶体管。
3.根据权利要求1所述的麦克风放大器电路，其特征在于，所述第三晶体管为本征晶体管。
4.根据权利要求1所述的麦克风放大器电路，其特征在于，所述第二晶体管为深N井的NMOS晶体管。
5.根据权利要求4所述的麦克风放大器电路，其特征在于，所述第二晶体管的栅极与所述第二晶体管的体端同时连接至所述第三晶体管的栅极。
6.根据权利要求5所述的麦克风放大器电路，其特征在于，所述第二晶体管的深N井端连接至所述第三晶体管的栅极。
CN201610572882.8A 2016-07-20 2016-07-20 麦克风放大器电路 Active CN106254999B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610572882.8A CN106254999B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 麦克风放大器电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610572882.8A CN106254999B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 麦克风放大器电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106254999A CN106254999A (zh) 2016-12-21
CN106254999B true CN106254999B (zh) 2019-03-05

Family

ID=57613889

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610572882.8A Active CN106254999B (zh) 2016-07-20 2016-07-20 麦克风放大器电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106254999B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106254999B (zh) * 2016-07-20 2019-03-05 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风放大器电路
CN114697844B (zh) * 2022-04-01 2023-05-30 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风电路、麦克风模组及麦克风声压过载点提升方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928733A (en) * 1973-11-21 1975-12-23 Viennatone Gmbh Hearing aid control circuit for suppressing background noise
CN104104339A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 西安电子科技大学 一种高增益宽动态范围cmos跨阻放大器
CN106254999A (zh) * 2016-07-20 2016-12-21 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风放大器电路

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3928733A (en) * 1973-11-21 1975-12-23 Viennatone Gmbh Hearing aid control circuit for suppressing background noise
CN104104339A (zh) * 2013-04-15 2014-10-15 西安电子科技大学 一种高增益宽动态范围cmos跨阻放大器
CN106254999A (zh) * 2016-07-20 2016-12-21 瑞声声学科技(深圳)有限公司 麦克风放大器电路

Also Published As

Publication number Publication date
CN106254999A (zh) 2016-12-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105322898B (zh) 前置放大器及信号采集装置
KR101293284B1 (ko) Ｐ-타입 전치증폭기 입력단을 구비한 마이크로폰 어셈블리
CN105744452B (zh) Mems麦克风电路
US20020125949A1 (en) Electret condensor microphone preamplifier that is insensitive to leakage currents at the input
CN106254999B (zh) 麦克风放大器电路
CN1741374B (zh) 放大装置
CN203537555U (zh) 音频装置
CN101287304B (zh) 具有厚氧化物输入级晶体管的深亚微米mos前置放大器
KR100733288B1 (ko) 마이크로폰 증폭기
CN108363443A (zh) 具有背栅控制的共模反馈电路
CN106559054B (zh) 具有增强的电流吸收能力的运算跨导放大器
CN105429599B (zh) 具有有源电感结构的前馈共栅跨阻放大器电路
CN103458341B (zh) 一种应用于取消射极输出级的音频放大器附加电路
CN106026948B (zh) 一种高电容驱动低功耗cmos跨阻放大器
CN201917355U (zh) 一种微弱信号的检测电路
CN203942499U (zh) 用于驻极体麦克风的高增益前置放大器及驻极体麦克风
CN105897208B (zh) 一种高增益自偏置无电感的低噪声放大器
CN106249023B (zh) 一种微电流检测电路
RU2008109765A (ru) Высокочастотный дифференциальный усилитель
CN105897164B (zh) 一种宽电源、高稳定性的石英晶体振荡电路
CN100529675C (zh) 双通道差分抗干扰电流放大电路
KR102198548B1 (ko) 임펄스 검출을 위한 엔벨로프 검출기 및 그 방법
CN105375887B (zh) 一种缓冲放大电路
CN201945347U (zh) 一种流量计预处理仪
CN106060709B (zh) 麦克风放大器电路

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant