CN111713017B - 低通滤波器装置 - Google Patents

Abstract

在实施例中，低通滤波器装置具有：用于接收输入电压(Vin)的输入端子(20)；耦合到输入端子(20)的第一电压源(Vs1)；包括第一滤波器二极管(D1)和第二滤波器二极管(D2)的串联连接，该串联连接耦合到第一电压源(Vs1)，其中，第一滤波器二极管(D1)与第二滤波器二极管(D2)之间的连接点耦合到滤波器装置的输出端子(30)；以及耦合在输出端子(30)与滤波器参考电位端子(10)之间的第一滤波器电容器(Cf1)。其中，第一电压源(Vs1)适于提供第一可调正向电压(Vfw1)，通过该第一可调正向电压，第一滤波器二极管(D1)和第二滤波器二极管(D2)均在正向方向上偏置。

Description

低通滤波器装置

技术领域

本公开针对一种低通滤波器装置。

本公开的领域涉及低通滤波，特别是为微机电系统MEMS传感器提供偏置电压中的低通滤波。

背景技术

电容式麦克风MEMS传感器要求例如20V的高直流DC偏置电压来实现传感器操作。术语偏置意味着在电路的至少一个点处建立至少一个预定的电压或电流，以为了在所述电路的至少一个部件中建立适当的操作条件的目的。因此，操作点也表示为偏置点，且指的是电路中例如晶体管的有源器件的指定端子处的稳态DC电压。

在电容式麦克风MEMS的情况下，所要求的偏置电压是通过例如由集成到与传感器连接的集成电路IC中的电荷泵产生的。由于偏置电压上的噪声电压增加到完整麦克风噪声，因此在电荷泵的输出处需要低截止频率的低通滤波器，该低截止频率通常低于10Hz以下，以便对电荷泵提供的电压进行滤波。将低角频率实现到集成电路中要求大的电阻，以保持电容器尺寸是可行的。

同时，传感器观察到的、经过低通滤波器之后的输出电压应该例如在通电之后或传感器中发生放电事件之后的几十毫秒内稳定或快速恢复，以满足相应应用的启动要求。还希望偏置电压不随温度漂移，因为这种漂移会对完整麦克风增益漂移产生负面影响，这在要求较低偏置电压的传感器中是尤其不利的。

在已知的方法中，二极管在对由MEMS麦克风中的电荷泵提供的电压进行滤波中被用作滤波器电阻元件。所述方法的典型电路结构如图12中所示。电荷泵在例如20V下产生高压Vpump，该高压由第一阶低通进行滤波，该第一阶低通由用于负泄漏电流Ilk情况的二极管D2和/或二极管D1、滤波器电容器Cfilt组成。由此提供偏置电压Vbias。二极管D1和D2以背对背并联连接的方式耦合。通常，二极管的电流-电压特性遵循指数关系，即：

l＝Is*eU/26mV

其中，I表示二极管的电流I，Is表示反向偏置饱和电流Is，U表示跨越二极管的电压。热电压达26mV。

只要以非常小的硅面积成本二极管电流是小的，所述关系就提供所要求的大的小信号电阻。二极管的小信号电阻根据以下公式确定：

其中，R表示二极管的小信号电阻R，且I表示二极管的电流I。

例如，在1pA的二极管电流下实现了26GOhm的大的小信号电阻。

图12右手侧的大信号输出图示出了两个二极管D1和D2的组合特性。叉标记了在通常正泄漏电流Ilk下的示例静态操作点的位置，该正泄漏电流导致电压Vpump和Vbias之间的差。如能够看到的，存在偏置电压Vbias的宽的临界范围，在这个临界范围内，操作点由小漏电流限定，即在二极管D1或D2都不导通的状态下，漏电流Ilk中的小变化引起偏置电压Vbias中的显著变化。另外，由于二极管的大的小信号电阻，时间常数在该临界范围中变得非常大。这在偏置电压Vbias处引入了不期望的不精确性和缓慢稳定效果。

为了减少缓慢的滤波器稳定而导致的启动时间，能够针对在通电之后的最初几毫秒激发较高的电荷泵电压。这种方法的缺点是，由于MEMS传感器周围的组合的高电阻节点的复杂的稳定过程，在启动阶段的稍后的某个温度下会产生伪影。同时，该方法没有解决从可能的放电事件中恢复的问题，这也会影响到电荷泵输出处的滤波器。

因此，本公开的目的是提供一种相对于已知解决方案具有改进特性的低通滤波器装置。另外的目的在于减少启动时间，同时允许滤波器的输出具有足够的精度。

这些目的通过独立权利要求的主题来实现。在从属权利要求中限定实施例和进展。

除非另有说明，否则上述限定也适于以下描述。

发明内容

在一个实施例中，低通滤波器装置具有用于接收输入电压的输入端子、耦合到该输入端子的第一电压源、串联连接以及第一滤波器电容器。串联连接包括第一滤波器二极管和第二滤波器二极管，并且耦合到第一电压源。第一滤波器二极管与第二滤波器二极管之间的连接点耦合到滤波器装置的输出端子。第一滤波器电容器耦合在输出端子与滤波器参考电位端子之间。第一电压源适于提供第一可调正向电压，通过该第一可调正向电压，第一滤波器二极管和第二滤波器二极管均在正向方向上偏置。

通过形成所得低通滤波器装置的电阻元件的第一滤波器二极管和第二滤波器二极管和形成低通滤波器装置的电容元件的第一滤波器电容器，在低通滤波器中对输入电压进行滤波。通过由第一电压源提供的第一可调正向电压，第一滤波器二极管和第二滤波器二极管中的每一个在正向方向上偏置，即施加到每一个滤波器二极管的电压位于所述二极管的正向电压以上，使得二极管接通并导通。这改变了低通滤波器装置的输出端子处的大信号特性，使得输出端子处的不确定电压的临界范围减小了第一可调正向电压的大小。因此，与现有技术相比，低通滤波器装置的输出端子处的电压提供有更高的精度和更短的启动时间。因此，低通滤波器装置的输出端子处的电压非常适合用作例如MEMS传感器中的偏置电压。

第一滤波器二极管和第二滤波器二极管可以各自由双极性二极管或由金属氧化物半导体MOS二极管或其组合实现。在示例实施方式中，第一二极管由在p阱中的n扩散实现，且第二二极管由在n阱中的p扩散实现。输入电压由例如电荷泵的任何类型的电压源提供。调谐第一可调正向电压，使得通过第一滤波器二极管和第二滤波器二极管的所得正向电流不会过度减小第一滤波器二极管和第二滤波器二极管的小信号电阻，以便不会折衷低通滤波器装置要实现的所期望的低滤波截止频率或角频率。在下文中，这被称为“在正向方向上轻微地偏置”。同时，确定第一可调正向电压，使得该第一可调正向电压在输出端子处提供的电压下不会引入相关量的散粒噪声。

在示例性实施方式中，第一滤波器二极管与第二滤波器二极管之间的连接点直接连接到输出端子。该连接点也直接连接到第一滤波器电容器的一个端子。在这里的术语直接连接限定了两个电路元件之间的连接，该连接仅通过连接线实现，在该两个电路元件之间没有任何其他电路元件。与该直接连接不同的是，术语“耦合”或“连接”在这里是同义地使用，用于指定两个电路元件之间的连接不是直接的，而是例如电阻器或电压源的其他电路元件能够附加地连接在两个元件之间。

在进一步的改进中，第一电压源包括第一电流源、第二电流源、电阻器、第一复制二极管和第二复制二极管，其中，第一电流源耦合到电源电位端子，并串联耦合到由第一复制二极管和第二复制二极管组成的串联连接。所述串联连接又耦合到产生参考电位端子。第一电流源与第一复制二极管和第二复制二极管的所述串联连接之间的连接点形成第一电压源的第一输出。第二电流源耦合到电源电位端子，并串联耦合到电阻器，该电阻器又耦合到产生参考电位端子。第二电流源与电阻器之间的连接点形成第一电压源的第二输出。在第一电压源的第一输出与第二输出之间提供有第一可调正向电压的绝对值。

第一电压源的第一输出实现例如正端子，而第一电压源的第二输出实现负端子。

滤波器参考电位端子处的电位可以与产生参考电位端子处的电位不同。

在第一电压源的改进中，第一电流源适于提供具有可调电平的第一偏置电流，第二电流源适于提供第二偏置电流，该第二偏置电流的电平是滤波器装置的绝对温度的函数。第一复制二极管在尺寸上适于滤波器装置的第一滤波器二极管，以形成所述第一滤波器二极管的复制品。第二复制二极管在尺寸上适于滤波器装置的第二滤波器二极管，以形成所述第二滤波器二极管的复制品。

复制品也可以表示为具有相匹配布局的部件。

第一偏置电流流过第一复制二极管和第二复制二极管，该第一复制二极管和第二复制二极管分别与低通滤波器装置的第一滤波器二极管和第二滤波器二极管相匹配。产生跨越第一复制二极管和第二复制二极管的相应的电压降。穿过电阻器的第二偏置电流引起跨越所述电阻器的温度依赖性电压降。从跨越第一复制二极管和第二复制二极管的电压降中减去所述温度依赖性电压降。这种减法允许将第一偏置电流的尺寸设计得合理地大，以实现稳健的设计，例如在1μA的范围中，并且仍然准确地调节由第一电压源产生的第一可调正向电压，以在低通滤波器装置的第一滤波器二极管和第二滤波器二极管中引起小的正向电流，例如1pA。这是因为复制二极管与第一滤波器二极管和第二滤波器二极管之间的电流比根据以下关系得到了很好的控制

其中，IDreplica表示通过复制二极管的电流，IDfilter表示通过滤波器二极管的电流，ΔV_ptat表示跨越电阻器的电压降，k表示玻尔兹曼常数k，T表示绝对温度T以及q表示元电荷q。玻尔兹曼常数k与绝对温度T的乘积与元电荷q的商被称为热电压。

因此，能够容易地将电流比设计成非常大的值，以为滤波器二极管建立小电流。

所描述的第一电压源的实施例跟踪温度改变和过程变化，使得通过滤波器二极管的电流得到很好的控制。该实施例考虑到对于给定电流、二极管的正向电压的温度依赖性。因此，在临界范围的大小与滤波器二极管的过大的正向偏置的不利影响之间实现了适当的折衷。

因此，临界范围是指在低通滤波器装置的输出端子处的电压的临界范围，其中，所述电压没有被很好地限定并且容易使稳定效果缓慢。减小临界范围导致滤波器装置的更准确的绝对输出电压，并导致更短的时间，直到在所提出的低通滤波器装置的输出处达到最终稳定的操作电压。

在替代方案中，第一电压源包括彼此串联连接的第二电压源和第三电压源。第二电压源与第三电压源之间的连接点连接到滤波器装置的输入端子。第一可调正向电压的绝对值被提供为由第二电压源提供的第二可调正向电压和由第三电压源提供的第三可调正向电压的和。

在该实施例中，第一电压源通过第二电压源和第三电压源的串联连接实现。在此，第一滤波器二极管与第二滤波器二极管之间的连接点耦合到输出端子。可以说，第一可调正向电压被拆分成两部分，即第二可调正向电压和第三可调正向电压。输入电压被馈送到第二电压源与第三电压源之间的连接点。这进一步提高了在低通滤波器装置的输出端子处的电压的DC精度，这是因为第一滤波器二极管和第二滤波器二极管的强温度依赖性正向电压被抵消到一阶。

在改进中，第二电压源和第三电压源中的每一个包括第三电流源、第四电流源、电阻器和第一复制二极管或第二复制二极管。第三电流源耦合到电源电位端子，并且串联耦合耦合到第一复制二极管或第二复制二极管，该第一复制二极管或第二复制二极管又耦合到产生参考电位端子。第三电流源与所述复制二极管之间的连接点形成第二电压源或第三电压源的第一输出。第四电流源耦合到电源电位端子并且串联耦合到电阻器，电阻器又耦合到产生参考电位端子。第四电流源与电阻器之间的连接点形成第二电压源或第三电压源的第二输出。第二电压源或第三电压源的第一输出与第二输出之间分别提供第二可调正向电压或第三可调正向电压。

详细地，第二电压源具有如上述在彼此间耦合的第三电流源、第四电流源、电阻器和第一复制二极管。提供在第三电流源与第一复制二极管的连接点和第四电流源与电阻之间的连接点之间提供第二可调正向电压。第三电压源具有如上限定耦合的第三电流源、第四电流源、电阻器和第二复制二极管。在第三电流源与第二复制二极管之间的连接点和第四电流源与电阻的连接点之间提供第三可调正向电压。

在改进中，第三电流源适于提供具有可调电平的第三偏置电流。第四电流源适于提供第四偏置电流，该第四偏置电流的电平是低通滤波器装置的绝对温度的函数。第一复制二极管在尺寸上适于滤波器装置的第一滤波器二极管，以形成所述第一滤波器二极管的复制品。第二复制二极管在尺寸上适于滤波器装置的第二滤波器二极管，以形成所述第二滤波器二极管的复制品。

第三偏置电流产生跨越第一复制二极管或第二复制二极管的电压降。第四偏置电流产生跨越电阻的温度依赖性电压降，从跨越第一复制二极管或第二复制二极管的电压降中减去该温度依赖性电压降。因此，在产生第二可调正向电压和第三可调正向电压中，考虑了第一滤波器二极管和第二滤波器二极管的正向电压的温度依赖性。在该实施例中，这又导致了在低通滤波器的输出处的电压的临界范围的减小。

在另外的实施例中，低通滤波器装置还包括第四电压源、第三滤波器二极管和第四滤波器二极管、第二滤波器电容器和交叉电容器。第四电压源串联耦合到第一电压源和输入端子。第三滤波器二极管串联耦合到第二滤波器二极管和输入端子。第四滤波器二极管串联耦合到第一滤波器二极管和第一电压源。交叉电容器连接到第一滤波器二极管与第四滤波器二极管之间的连接点以及连接到第三滤波器二极管与第二滤波器二极管之间的连接点。第四电压源适于提供第四可调正向电压，通过该第四可调正向电压，第三滤波器二极管和第四滤波器二极管均在正向方向上偏置。

第三滤波器二极管和第四滤波器二极管均通过第四可调正向电压在正向方向上轻微地偏置，类似于第一滤波器二极管和第二滤波器二极管各自通过第一可调正向电压在正向方向上轻微地偏置。换言之，第一电压源和第四电压源的所得的串联连接是所有四个二极管都在正向方向上偏置。相同的电流流经所有四个二极管。这样，与上述第一滤波器级串联实现第二滤波器级。噪声抑制得到进一步改善。由于交叉电容器没有遇到低通滤波器装置的输入端子的高电压，因此与第一滤波器电容器和第二滤波器电容器的电容相比，该交叉电容器能够以大的电容实现。

在改进中，或者第二滤波器电容器由单个电容器实现，该电容器耦合到第三滤波器二极管和第二滤波器二极管与滤波器参考电位端子之间的连接点，或者第二滤波器电容器由两个电容器实现，其中，所述两个电容器中的一个连接到第一滤波器二极管与第四滤波器二极管之间的连接点，并且所述两个电容器中的另一个连接到第三滤波器二极管与第二滤波器二极管之间的连接点。

在由两个电容器实现的滤波器电容器的实现中，电容被分配在第一滤波器二极管和第四滤波器二极管的连接与第三滤波器二极管和第二滤波器二极管的连接之间。根据滤波器二极管在支路中的寄生电容来确定分配的比率。

在改进中，第一电压源还包括电荷泵电路，该电荷泵电路制备用于将第一可调正向电压泵送到输入电压的电平。

电荷泵电路允许第一可调正向电压的操作与所述第一可调正向电压的电平无关。第一可调正向电压例如在输入电压的电平下操作。

在一个实施例中，所述电荷泵电路包括主泵送路径、第一栅极控制路径和第二栅极控制路径。主泵送路径具有第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管以及第一泵送电容器和第二泵送电容器。第一栅极控制路径具有第五晶体管和第六晶体管以及第一补充电容器和第二补充电容器。第二栅极控制路径具有第七晶体管和第八晶体管以及第三补充电容器和第四补充电容器。第一栅极控制路径和第二栅极控制路径中的每一个分别耦合到主泵送路径，使得对主泵送路径的晶体管的控制与第一可调正向电压的电平无关。

主泵送路径用于将第一可调正向电压泵送到输入电压的电平。由于第一可调正向电压具有例如400mV的大小，所以所述电压不可以用于切换主泵送路径的晶体管。电荷泵电路的晶体管被实现为MOS晶体管，并且要求栅极控制电压高于第一可调正向电压的值。因此，分别使用第一栅极控制路径和第二栅极控制路径来切换主泵送路径的晶体管，以实现用于相对较小的第一可调正向电压的电荷泵。由此，第一可调正向电压被复制到第一滤波器二极管和第二滤波器二极管。第一栅极控制路径和第二栅极控制路径各自为主泵送路径的晶体管提供高于其阈值电压的相应的栅极控制电压，使得主泵送路径的晶体管正确地操作。

所限定的电荷泵电路能够被表示为用于第一可调正向电压的浮动电压源。

在改进中，第一晶体管、第二晶体管、第七晶体管和第八晶体管的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供负电压。第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供正电压。

在改进中，第一晶体管、第二晶体管、第七晶体管和第八晶体管各自包括相同类型的金属氧化物半导体MOS晶体管。第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管各自包括相同类型的MOS晶体管，该晶体管的类型与第一晶体管、第二晶体管、第七晶体管和第八晶体管的类型互补。

在示例实施方式中，第一晶体管、第二晶体管、第七晶体管和第八晶体管各自包括NMOS晶体管，而第三晶体管、第四晶体管、第五晶体管和第六晶体管各自包括PMOS晶体管。

在改进中，第一可调正向电压能根据低通滤波器装置的实际温度和/或根据操作时间来动态地调节。

例如，在通电时，即低通滤波器装置的操作的开始，将第一可调正向电压设置为较高的值，以允许低通滤波器装置的输出电压快速稳定。在操作的开始完成之后，即当低通滤波器装置已经达到稳态条件时，将第一可调正向电压设置为较低的值，该值满足上述滤波器二极管的轻微正向偏置。此外，考虑实际温度对第一可调正向电压进行调节。

由此，对于随时间变化的第一可调正向电压，实现了在稳定速度与滤波性能之间相对于噪声的折衷。

在一个实施例中，电压源装置包括如上述低通滤波器装置和耦合到低通滤波器装置的输入端子的输入信号源。输入信号源制备用于为低通滤波器装置提供输入电压。

输入信号源包括例如电荷泵。所述电荷泵能够通过本领域技术人员已知的标准电荷泵来实现。在电压源装置的输出端处提供的电压在通电后或在放电事件后迅速稳定到其所期望的操作点，该电压由在低通滤波器装置的输出端处的电压表示。此外，即使可以使用电荷泵作为输入信号源，该电压也提供有降低的噪声。

由此，在电荷泵的高电压侧实现了对滤波器二极管的很好控制地正向偏置，在电荷泵的高压侧处电路的可行性受到小的电荷泵驱动能力的强烈限制。

在一个实施例中，麦克风装置包括微机电系统MEMS麦克风和上述电压源装置。在电压源装置的低通滤波器装置的输出处提供的电压制备用于MEMS麦克风的偏置操作。

如上所述，具有电压源装置以及以上指定的低通滤波器装置的麦克风装置利用了低通滤波器装置的输出处的电压。所述电压用作偏置信号，由于以上详述的增强的滤波，该偏置信号使得能够对麦克风进行优化操作。

附图说明

参照附图使用示例性实施例，下面的文字详细解释了所提出的低通滤波器装置和电压源装置。在功能上相同或具有相同作用的部件和电路元件具有相同的附图标记。只要电路部分或部件在功能上彼此对应，则在以下图的每一个中将不再重复对其的描述。

其中：

图1示出了如所提出的低通滤波器装置的第一实施例示例；

图2示出了如所提出的第一电压源的实施例示例；

图3示出了如所提出的低通滤波器装置的第二实施例示例；

图4示出了如所提出的第二电压源和第三电压源的相应实施例示例；

图5示出了如所提出的低通滤波器装置的第三实施例示例；

图6示出了如所提出的低通滤波器装置的第四实施例示例；

图7示出了如所提出的电荷泵电路的实施例示例；

图8示出了如所提出的电压源装置的第一实施例示例；

图9示出了在所提出的电压源装置中被用作输入信号源的示例性电荷泵。

图10示出了如所提出的电压源装置的第二实施例示例；

图11示出了如所提出的电压源装置的第三实施例示例。

具体实施方式

图1示出了如所提出的低通滤波器装置的第一实施例示例。低通滤波器装置包括输入端子20、第一滤波器二极管D1、第二滤波器二极管D2、第一滤波器电容器Cf1和第一电压源Vs1。第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2以串联连接耦合，即第一滤波器二极管D1的阴极端子耦合到第二滤波器二极管D2的阳极端子。由第一滤波器二极管D1的阴极端子或第二滤波器二极管D2的阳极端子表示的、该串联连接的连接点耦合到低通滤波器装置的输出端子30。第一电压源Vs1耦合在输入端子20与第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的串联连接之间。在所描述的示例中，第一电压源Vs1直接耦合到输入端子20和第一滤波器二极管D1的阳极端子。第一滤波器电容器Cf1连接在输出端子30与滤波器参考电位端子10之间。输入电压Vin被供给输入端子20。在输出端子30处，根据输入电压Vin提供输出电压Vout。第一电压源Vs1制备用于提供第一可调正向电压Vfw1，通过该第一可调正向电压，第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2均在正向方向上偏置。

输入电压Vin在形成一阶低通的低通滤波器装置中被滤波，并且相应地提供了输出电压Vout。通过第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的正向偏置，显著减小了由低通滤波器装置提供的输出电压Vout的操作点的临界范围。这能够在图1的右手侧看到，其描述了低通滤波器装置的输出端子30处的泄漏电流Ilk与输出电压Vout之间的关系。与图12中所示的且关于现有技术的低通滤波器的相应图表相比，能够看出，在图1的低通滤波器装置中，临界范围减小了第一可调正向电压Vfw1的大小。

理论上，临界范围可以减小到零。然而，实际上必须限制第一可调正向电压Vfw1，使得通过第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的所得正向电流不会过度减小第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的小信号电阻，这将影响所期望的低通滤波器角频率。

在替代方案中，输入电压Vin被提供给第一滤波器二极管D1的阳极端子。所述替代方案在图8中描述。

图2示出了如所提出的第一电压源的实施例示例。第一电压源包括第一电流源Cs1、第二电流源Cs2、电阻器R、第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r。第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r以串联连接耦合，即第一复制二极管D1r的阴极端子耦合到第二复制二极管D2r的阳极端子，该第二复制二极管的阴极端子耦合到产生参考电位端子12。第一电流源Cs1在一侧连接到电源电位端子11，且在另一侧连接到第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r的串联连接。第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r的串联连接与第一电流源Cs1之间的连接点形成第一电压源Vs1的第一输出，在这种情况下，该连接点由第一复制二极管D1r的阳极端子表示。第二电流源Cs2在一侧耦合到电源电位端子11，且在另一侧耦合到电阻器R，电阻器又耦合到产生参考电位端子12。第二电流Cs2与电阻器R之间的连接点形成第一电压源的第二输出。

第一电流源Cs1制备用于提供具有可调电平的第一偏置电流Ib，同时第二电流源Cs2制备用于提供第二偏置电流Ip。第二偏置电流Ip的电平是低通滤波器装置的绝对温度的函数。为此，第二电流源Cs2是例如通过与绝对温度PTAT成比例的电流源来实现的。因此，产生的、跨越电阻器R的电压降与绝对温度成比例，并且也能够称为PTAT电压降。第一偏置电流Ib被调节到高于通过低通滤波器装置的第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的期望正向电流的电平。从跨越第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r的串联连接的电压降中减去跨越电阻器R的电压降ΔV_ptat。将所述差提供为在第一电压源的第一输出与第二输出之间的第一可调正向电压Vfw1的绝对值。电阻器R的尺寸被设计为使得其确定了通过复制二极管的电流与通过滤波器二极管的电流之间的期望的电流比，如以上在公式(a)中所限定的。

通过图2描述的电路，第一可调正向电压Vfw1跟踪温度改变和过程变化，使得通过滤波器二极管D1、D2的正向电流得到很好地控制。

在图2的电路的替代实施方式中，通过将电阻器R的值设置为零并消除第二电流源Cs2来实现第一电压源。因此，第一电压源Vs1的第二输出由产生参考电位端子12表示。第一可调正向电压提供为跨越第一复制二极管D1r和第二复制二极管D2r的串联连接的电压降。

图3示出了如所提出的低通滤波器装置的第二实施例示例。所描述的实施例示例与图1中描述的低通滤波器装置的第一实施例示例一致，但是，如图3中所示，图1的第一电压源Vs1通过第二电压源Vs2和第三电压源Vs3的串联连接来实现。第二电压源Vs2与第三电压源Vs3之间的连接点连接到输入端子20。详细地，第二电压源Vs2连接在第一滤波器二极管D1的阳极端子与输入端子20之间。第三电压源Vs3连接在第二滤波器二极管D2的阴极端子与输入端子20之间。第一可调正向电压Vfw1被提供为由第二电压源Vs2提供的第二可调正向电压Vfw2和由第三电压源Vs3提供的第三可调正向电压Vfw3的和。

由于实际上滤波器二极管D1、D2的强温度依赖性的正向电压被抵消到一阶，所以该低通滤波器装置还提高了输出电压Vout的DC精度。

图4示出了如所提出的第二电压源和第三电压源的相应实施例示例。在左手侧描述了第二电压源Vs2，而在右手侧描述了第三电压源Vs3。

第二电压源Vs2和第三电压源Vs3以类似的方式来实现，区别在于：第二电压源Vs2包括第一复制二极管D1r，而第三电压源Vs3包括第二复制二极管D2r。因此，如图3所示，第二电压源Vs2提供了第二正向电压Vfw2以用于第一滤波器二极管D1的滑动正向偏置。如图3所示，第三电压源Vs3提供了第三正向电压Vfw3以用于实现第二滤波器二极管D2的滑动正向偏置。

详细地，第二电压源Vs2包括第三电流源Cs3、第四电流源Cs4、第一复制二极管D1r和电阻器R。第三电流源Cs3耦合到电源电位端子11并且耦合到第一复制二极管D1r的阳极端子。在第三电流源Cs3与第一复制二极管D1r之间的所述连接点形成第二电压源Vs2的第一输出。第四电流源Cs4耦合到电源电位端子11并且耦合到电阻器R，电阻器R又耦合到产生参考电位端子12。在第四电流源Cs4与电阻器R之间的连接点形成第二电压源Vs2的第二输出。第三电流源Cs3制备用于提供具有可调电平的第三偏置电流Ib3。第四电流源Cs4制备用于提供第四偏置电流Ip4，该第四偏置电流的电平是如图3所示的低通滤波器装置的绝对温度的函数。这意味着第四电流源Cs4以与以上参考图2所描述的第二电流源Cs2类似的方式实现。第三偏置电流Ib3的电平被调节到高于通过第一滤波器二极管D1的期望正向电流。

在第二电压源Vs2的第一输出处提供由第三偏置电流Ib3产生的、跨越第一复制二极管Dr1的电压降。在第二电压源Vs2的第二输出处提供由第四偏置电流Ip4产生的、跨越电阻器R的温度依赖性电压降。因此，第二可调正向电压Vfw2被提供为第二电压源Vs2的第一输出处与第二输出处的电压差。

第三电压源Vs3包括第三电流源Cs3、第四电流源Cs4、电阻器R和第二复制二极管D2r。在第三电压源Vs3中，第二复制二极管D2r取代了第一复制二极管D1r在第二电压源Vs2中的作用和位置。因此，第三可调正向电压Vfw3被提供为由第四偏置电流Ip4产生的、跨越电阻器R的温度依赖性电压降与由第三偏置电流Ib3产生的、跨越第二复制二极管D2r的电压降之间的差。

通过以如上述实施方式的第二电压源Vs2和第三电压源Vs3，在产生第二正向电压Vfw2和第三正向电压Vfw3中，考虑了第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的正向电压的温度依赖性。因此，如图3所示的低通滤波器装置的特性将在完整操作时间内保持恒定。

图5示出了如所提出的低通滤波器装置的第三实施例示例。所描述的第三实施例与图1中所示的第一实施例一致，并且包括另外的部件。除了第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2、第一滤波器电容器Cf1和第一电压源Vs1之外，第三实施例还包括第三滤波器二极管D3、第四滤波器二极管D4、第四电压源Vs4、第二滤波器电容器Cf2和交叉电容器Cx。第一电压源Vs1和第四电压源Vs4相对于输入端子20以及相对于第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的串联连接而串联耦合。详细地，包括第四电压源Vs4、第一电压源Vs1、第四滤波器二极管D4和第一滤波器二极管D1的串联连接连接在输入端子20与输出端子30之间。第三滤波器二极管D3和第二滤波器二极管D2以串联连接的方式连接在输入端子20与输出端子30之间。第二滤波器电容器Cf2连接到第三滤波器二极管D3与第二滤波器二极管D2之间的连接点。第二滤波器电容器Cf2通过其第二端子耦合到滤波器参考电位端子10。交叉电容器Cx连接到第一滤波器二极管D1与第四滤波器二极管D4之间的连接点，即第四滤波器二极管D4的阴极端子，并且连接到第三滤波器二极管D3与第二滤波器二极管D2之间的连接点，即第二滤波器二极管D2的阴极端子。第四电压源Vs4制备用于提供第四可调正向电压Vfw4。通过将第四可调正向电压Vfw4与第一可调正向电压相结合，第三滤波器二极管D3和第四滤波器二极管D4以及第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2均在正向方向上偏置。

与图1所描述的第一实施例相比，所描述的实施例使用串联的两个二极管滤波器，并从而实现了对输出电压Vout的甚至进一步改进的噪声抑制。第四电压源Vs4能够以与第一电压源Vs1类似的方式实现，例如，通过使用图2中描述的实施例并且由第三滤波器二极管和第四滤波器二极管的复制品来替换第一滤波器二极管和第二滤波器二极管。

图6示出了如所提出的低通装置的第四实施例示例。除了第二滤波器电容器的实施方式之外，第四实施例示例与图5中描述的第三实施例示例一致。在第四实施例示例中，第二滤波器电容器由两个电容器Cf3a和Cf3b实现。电容器Cf3a以与图2的第二滤波器电容器Cf2相同的方式连接，即连接到第三滤波器二极管D3与第二滤波器二极管D2之间的连接点，并且连接到滤波器参考电位端子10。另一个电容器Cf3b耦合到第一滤波器二极管D1和第四滤波器二极管D4以及滤波器参考电位端子10之间的连接点。第三实施例的第二滤波器电容器Cf2的总电容值在第四实施例中被拆分为分配在电容器Cf3a与Cf3b之间的两个电容值。电容器Cf3a与Cf3b之间的电容值的比是分别连接的串联连接中滤波器二极管的寄生电容的函数。

图7示出了如所提出的电荷泵电路的实施例示例。电荷泵电路包括主泵送路径、第一栅极控制路径和第二栅极控制路径。主泵送路径具有第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3和第四晶体管T4以及第一泵送电容器C1a和第二泵送电容器C1b。第一栅极控制路径具有第五晶体管T5和第六晶体管T6以及第一补充电容器C2a和第二补充电容器C2b。第二栅极控制路径具有第七晶体管T7和第八晶体管T8以及第三补充电容器C3a和第四补充电容器C3b。电荷泵电路制备用于将第一可调正向电压Vfw1泵送到输入电压Vin的电平。第一栅极控制路径和第二栅极控制路径中的每一个分别耦合到主泵送路径，使得对主泵送路径的晶体管的控制与第一可调正向电压Vfw1的电平无关。

第一泵送电容器C1a通过其第一端子耦合到第一晶体管T1和第三晶体管T3的相应的漏极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第一控制信号S1。第一控制信号S1包括第一周期矩形信号，该第一周期矩形信号具有与第一可调正向电压Vfw1的绝对值相对应的振幅。第二泵送电容器C1b通过其第一端子耦合到第二晶体管T2和第四晶体管T4的相应的漏极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第二控制信号S2。第二控制信号S2以与第一控制信号S1相反相位来提供，并且具有与第一控制信号S1的振幅相适应的振幅。

第一补充电容器C2a通过其第一端子处耦合到第五晶体管T5的漏极端子，并且耦合到第三晶体管T3和第六晶体管T6的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第三控制信号S3。第三控制信号S3包括第二周期矩形信号，该第二周期矩形信号具有与可调控制电压Vctl的电平相对应的振幅。第二补充电容器C2b通过其第一端子处耦合到第六晶体管T6的漏极端子，并且耦合到第四晶体管T4和第五晶体管T5的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第四控制信号S4。第四控制信号S4以与第三控制信号S3相反相位来提供，并且具有与第三控制信号S3的振幅相适应的振幅。

第三补充电容器C3a通过其第一端子耦合到第七晶体管T7的漏极端子，并且耦合到第一晶体管T1和第八晶体管T8的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第三控制信号S3。第四补充电容器C3b通过其第一端子耦合到第八晶体管T8的漏极端子，并且耦合到第二晶体管T2和第七晶体管T7的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第四控制信号S4。

第一晶体管T1、第二晶体管T2、第七晶体管T7和第八晶体管T8各自包括相同类型的MOS晶体管，例如NMOS，并且第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第六晶体管T6各自包括相同类型的MOS晶体管，该晶体管的类型与第一晶体管T1、第二晶体管T2、第七晶体管T7和第八晶体管T8的类型互补。

第一晶体管T1、第二晶体管T2、第七晶体管T7和第八晶体管T8的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供负电压Vm。第三晶体管T3、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第六晶体管T6的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供正电压Vp。

如在图7右手侧的等效电路中所描述的，电荷泵电路实现了用于第一可调正向电压Vfw1的浮动电压源。这意味着例如通过图2中描述的电路产生的第一可调正向电压Vfw1的绝对值被泵送到负电压Vm的电平。第一可调正向电压Vfw1的典型值达400mV。负电压Vm的典型值达20V。因此，由图7中描述的所提出的电荷泵电路实现的浮动电压源在相对较高的负电压Vm的电平下提供与相对较小的第一可调正向电压Vfw1相对应的正电压Vp。在这方面，术语正电压Vp和负电压Vm应理解为在图7的右手侧描述的浮动电压源的正极或端子和负极或端子处出现的电压Vp和Vm的相应的名称。

所描述的电荷泵电路实现了将现有技术实施方式中的泵送电容器具有的两个作用——即晶体管的切换和电压的泵送——进行分离。为此，电荷泵电路具有主泵送路径以及第一栅极控制路径和第二栅极控制路径。因此，主泵送路径的PMOS晶体管——即第三晶体管T3和第四晶体管T4——的切换由第一栅极控制路径来控制，即由第五晶体管T5和第六晶体管T6利用控制电压Vctl来控制。主泵送路径的NMOS晶体管——即第一晶体管T1和第二晶体管T2——的切换由第二控制路径通过第七晶体管T7和第八晶体管T8来控制，该第七晶体管和第八晶体管处于利用控制电压Vctl的第三控制信号S3和第四控制信号S4的控制下。控制电压Vctl选择为高于所使用的MOS晶体管的阈值电压。由于该更高的控制电压Vctl用于切换主泵送路径的晶体管，所以位于MOS晶体管的阈值电压以下的相对较小的第一可调正向电压Vfw1被泵送到输入电压Vin的电平。

在图1的电路的实施方式示例中，第一可调正向电压Vfw1的绝对值是使用图2中的电路产生的，并且由图7的电荷泵电路泵送到输入电压的电平。为此，如图1所示的低通滤波器装置的输入电压Vin例如作为负电压Vm供给电荷泵电路。电荷泵电路将第一可调正向电压Vfw1泵送到所述输入电压Vin的电平，并由此在输入电压Vin的电平下提供与第一可调正向电压Vfw1相对应的正电压Vp。为了适当地提供第一控制信号S1和第二控制信号S2，图2中描述的第一电压源Vs1的第一输出和第二输出通过开关耦合到电荷泵电路的相应的端子，在该电荷泵电路中供给第一控制信号S1和第二控制信号S2。所述耦合开关是以相反相位操作的。第一控制信号S1与第四控制信号S4以相同相位提供。第三控制信号S3与第二控制信号S2以相同相位提供。

在图5或图6的电路的实施方式示例中，如以上在图1的电路的实施方式示例中所详细描述的，产生了第一可调正向电压Vfw1。另外，第四可调正向电压Vfw4的绝对值是使用图2中的电路来产生的，并且也由图7的电荷泵电路泵送到输入电压的电平。

在图3的电路的实施方式示例中，使用图4的电路，第一可调正向电压Vfw1产生为第二可调正向电压Vfw2与第三可调正向电压Vfw3的和。所得的第一可调正向电压Vfw1的绝对值由图7的电荷泵电路泵送到输入电压Vin的电平。

图8示出了如所提出的电压源装置的第一实施例示例。电压源装置包括低通滤波器装置，该低通滤波器装置具有第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2、第一滤波器电容器Cf1、第一电压源Vs1和输入信号源V，该输入信号源耦合到低通滤波器的输入端子20。输入信号源V制备用于提供输入电压Vin。输入信号源V也耦合到滤波器参考电位端子10。输入信号源V可以通过现有技术的电荷泵实现。

所提出的电压源装置在对输入电压Vin进行低通滤波后，提供了具有明确定义的操作点的输出电压Vout。因此，例如，输出电压Vout能够很好地用于使MEMS麦克风传感器偏置。

图9示出了本领域技术人员已知的示例性电荷泵，该电荷泵在所提出的电压源装置中待用作示例输入信号源。电荷泵包括第九晶体管T9、第十晶体管T10、第十一晶体管T11和第十二晶体管T12、第一电容器C1以及第二电容器C2。第九晶体管T9和第十晶体管T10实现为相同类型的MOS晶体管，例如为NMOS晶体管，而第十一晶体管T11和第十二晶体管T12实现为相同类型的MOS晶体管，但是与晶体管T9和晶体管T10互补。第一电容器C1的第一端子耦合到第九晶体管T9和第十一晶体管T11的相应的漏极端子，并且还耦合到第十晶体管T10和第十二晶体管T12的相应的栅极端子。第一电容器C1的第二端子供给有第五控制信号S5，该第五控制信号包括具有参考电压Vref的振幅的周期矩形信号。第二电容器C2的第一端子耦合到第十晶体管T10和第十二晶体管T12的相应的漏极端子，并且还耦合到第九晶体管T9和第十一晶体管T11的相应的栅极端子。第二电容器C2的第二端子供给有第六控制信号S6。第六控制信号S6在其振幅上适于第五控制信号S5，并且相对于第五控制信号S5以相反相位提供。

第九晶体管T9的源极端子耦合到第十晶体管T10的源极端子，并且用作电荷泵输入，第一电压Va提供给该电荷泵输入。第十一晶体管T11的源极端子耦合到第十二晶体管T12的源极端子，并且形成电荷泵输出，在该电荷泵输出处提供有第二电压Vb。

在图9右手侧描述了电荷泵的简化等效电路。电荷泵能够被视为用于参考电压Vref的浮动电压源。

第一电容器C1和第二电容器C2由具有参考电压Vref的峰-峰电压的两个相反相位矩形波形式信号——即第五控制信号S5和第六控制信号S6——来驱动。这使NMOS晶体管T9和T10以及PMOS晶体管T11和T12切换，使得电荷泵的输出处的第二电压Vb稳定到与电荷泵输入处的第一电压Va和参考电压Vref的和相对应的值。

参考电压Vref选择为高于所涉及的晶体管T9、T10、T11和T12的阈值电压。

对于MEMS麦克风传感器的实施方式，将如图7所示的多个电荷泵(例如十个)堆叠以获得用于传感器的所期望的高偏置电压，例如20V。为了抑制来自通过这些堆叠的电荷泵最终产生的电压的噪声和纹波，使用了所提出的低通滤波器装置。

图10示出了如所提出的电压源装置的第二实施例示例。电压源装置包括低通滤波器装置，该低通滤波器装置类似于图1的低通滤波器装置，具有第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2、第一滤波器电容器Cf1以及第一电压源Vs1。电压源装置还包括第一电荷泵Vp1和第二电荷泵Vp2。第一电压源Vs1经由第一电荷泵Vp1耦合到低通滤波器装置的输入端子20。第一电压源Vs1通过其另一端子耦合到滤波器参考电位端子10。第二电荷泵Vp2耦合在滤波器参考电位端子10与第二滤波器二极管D2的阴极端子之间。

在该实施例中，通过在第一电荷泵Vp1和第二电荷泵Vp2的底侧引入第一电压源Vs1来建立第一可调正向电压Vfw1，该第一可调正向电压实现了第一滤波器二极管D1和第二滤波器二极管D2的轻微正向偏置，所述第一电荷泵和第二电荷泵共同提供了如图1的输入电压Vin。第一电荷泵Vp1和第二电荷泵Vp2各自通过使用图9中描述的电荷泵的架构来实现。在该实施例中，第一电压源Vs1通过直接使用图2中描述的电路来实现，而没有如图7所示的另外的电荷泵电路，这是因为由第一电荷泵Vp1和第二电荷泵Vp2完成了将所产生的第一可调正向电压Vfw1泵送到输入电压的电平。

图11示出了如所提出的电压源装置的第三实施例示例。图11的实施例示例与图10的实施例一致，并且还包括第三电荷泵Vp3。第三电荷泵Vp3一方面耦合到第一电压源Vs1与第二电荷泵Vp2之间的连接点，且另一方面耦合到滤波器参考电位端子10。在此，在第一电荷泵Vp1、第二电荷泵Vp2、第三电荷泵Vp3的多级之间引入了提供第一可调正向电压Vfw1的第一电压源Vs1，该第一电荷泵、第二电荷泵和第三电荷泵共同实现了输入信号源以提供如图1所示的输入电压Vin。这意味着，通过第一电荷泵Vp1、第二电荷泵Vp2和第三电荷泵Vp3，将为低通滤波器装置提供输入电压Vin被拆分成三个子单元。在示例性实施方式中，使用八个如图9所示的电荷泵级来实现第三电荷泵Vp3，并且使用两个如图9所示的电荷泵级来实现第一电荷泵Vp1和第二电荷泵Vp2中的每一个。

应当理解，除非另有说明，与任何一个实施例相关描述的任何特征可以单独使用，或与所述的其他特征结合使用，且也可以与任何其他实施例的一个或更多个特征结合使用，或与任何其他实施例的任何组合使用。此外，在不脱离如所附权利要求中限定的低通滤波器装置的范围的情况下，也可以采用上面未描述的等同部分和修改。

附图标记列表

10、11、12、20、30 端子

D1、D2、D3、D4 滤波器二极管

D1r、D2r 复制二极管

Vs1、Vs2、Vs3、Vs4、V 电压源

Cs1、Cs2、Cs3、Cs4 电流源

Vfw1、Vfw2、Vfw3、Vfw4、Va、Vb 电压

Vin、Vout、Vref 电压

Cf1、Cf2、Cf3a、Cf3b、Cx 电容器

Ilk、Ip、Ib、Ip4、Ib3 电流

R 电阻器

T1、T2、T3、T4、T5、T6 晶体管

T7、T8、T9、T10 晶体管

C1a、C1b、C2a、C2b、C3a、C3b 电容器

C1、C2 电容器

Vctl、Vp、Vm 电压

S1、S2、S3、S4、S5、S6 信号

Vp1、Vp2、Vp3、Cp 电荷泵。

Claims (15)

1.一种低通滤波器装置，其特征在于，所述低通滤波器装置具有：

-用于接收输入电压(Vin)的输入端子(20)；

-耦合到所述输入端子(20)的第一电压源(Vs1)；

-包括第一和第二滤波器二极管(D1、D2)的串联连接，所述串联连接耦合到所述第一电压源(Vs1)，其中，在第一与第二滤波器二极管(D1、D2)之间的连接点耦合到滤波器装置的输出端子(30)；

-耦合在所述输出端子(30)与滤波器参考电位端子(10)之间的第一滤波器电容器(Cf1)；

其中，所述第一电压源(Vs1)适于提供第一可调正向电压(Vfw1)，通过所述第一可调正向电压，第一和第二滤波器二极管(D1、D2)均在正向方向上偏置。

2.根据权利要求1所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一电压源(Vs1)包括第一电流源(Cs1)、第二电流源(Cs2)、电阻器(R)、第一和第二复制二极管(D1r、D2r)；

其中，所述第一电流源(Cs1)耦合到电源电位端子(11)，并串联耦合到由第一和第二复制二极管(D1r、D2r)组成的串联连接，所述串联连接又耦合到产生参考电位端子(12)，并且所述第一电流源(Cs1)与所述串联连接之间的连接点形成所述第一电压源(Vs1)的第一输出；

其中，所述第二电流源(Cs2)耦合到所述电源电位端子(11)，并串联耦合到所述电阻器(R)，所述电阻器(R)又耦合到所述产生参考电位端子(12)，并且所述第二电流源(Cs2)与所述电阻器(R)之间的连接点形成所述第一电压源(Vs1)的第二输出；以及

其中，在所述第一电压源(Vs1)的第一与第二输出之间提供有所述第一可调正向电压(Vfw1)的绝对值。

3.根据权利要求2所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一电流源(Cs1)适于提供具有可调电平的第一偏置电流(Ib)，所述第二电流源(Cs2)适于提供第二偏置电流(Ip)，所述第二偏置电流的电平是所述低通滤波器装置的绝对温度的函数；以及

其中，所述第一复制二极管(D1r)在尺寸上适于滤波器装置的第一滤波器二极管(D1)，以形成所述第一滤波器二极管的复制品，并且所述第二复制二极管(D2r)在尺寸上适于滤波器装置的第二滤波器二极管(D2)，以形成所述第二滤波器二极管(D2)的复制品。

4.根据权利要求1所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一电压源(Vs1)包括彼此串联连接的第二和第三电压源(Vs2、Vs3)；

其中，所述第二与第三电压源(Vs2、Vs3)之间的连接点连接到滤波器装置的输入端子(20)；以及

其中，所述第一可调正向电压(Vfw1)的绝对值提供为由所述第二电压源(Vs2)提供的第二可调正向电压(Vfw2)和由所述第三电压源(Vs3)提供的第三可调正向电压(Vfw3)的和。

5.根据权利要求4所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第二电压源(Vs2)和所述第三电压源(Vs3)中的每一个包括第三电流源(Cs3)、第四电流源(Cs4)、电阻器(R)和第一或第二复制二极管(D1r、D2r)；

其中，所述第三电流源(Cs3)耦合到电源电位端子(11)，并且串联耦合到所述第一或第二复制二极管(D1r、D2r)，所述二极管(D1r、D2r)又耦合到产生参考电位端子(12)，并且其中，所述第三电流源(Cs3)与所述复制二极管(D1r、D2r)之间的连接点形成所述第二或第三电压源(Vs2、Vs3)的第一输出；

其中，所述第四电流源(Cs4)耦合到所述电源电位端子(11)，并且串联耦合到所述电阻器(R)，所述电阻器又耦合到所述产生参考电位端子(12)，并且所述第四电流源(Cs4)与所述电阻器(R)之间的连接点形成所述第二或第三电压源(Vs2、Vs3)的第二输出；以及

其中，所述第二或第三可调正向电压(Vfw2、Vfw3)分别提供在所述第二或第三电压源(Vs2、Vs3)的第一与第二输出之间。

6.根据权利要求5所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第三电流源(Cs3)适于提供具有可调电平的第三偏置电流(Ib3)，所述第四电流源(Cs4)适于提供第四偏置电流(Ip4)，所述第四偏置电流的电平是所述低通滤波器装置的绝对温度的函数；以及

其中，所述第一复制二极管(D1r)在尺寸上适于滤波器装置的第一滤波器二极管(D1)，以形成所述第一滤波器二极管的复制品，并且所述第二复制二极管(D2r)在尺寸上适于所述低通滤波器装置的第二滤波器二极管(D2)，以形成所述第二滤波器二极管(D2)的复制品。

7.根据权利要求1所述的低通滤波器装置，其特征在于，所述低通滤波器装置还包括：

-第四电压源(Vs4)，其串联耦合到所述第一电压源(Vs1)和所述输入端子(20)；

-第三和第四滤波器二极管(D3、D4)，所述第三滤波器二极管(D3)串联耦合到所述第二滤波器二极管(D2)和所述输入端子(20)，所述第四滤波器二极管(D4)串联耦合到所述第一滤波器二极管(D1)和所述第一电压源(Vs1)；

-第二滤波器电容器(Cf2)；以及

-交叉电容器(Cx)，其连接到所述第一与第四滤波器二极管(D1、D4)之间的连接点以及连接到所述第三和第二滤波器二极管(D3、D2)之间的连接点；

其中，所述第四电压源(Vs4)适于提供第四可调正向电压(Vfw4)，通过所述第四可调正向电压，所述第三和第四滤波器二极管(D3、D4)均在正向方向上偏置。

8.根据权利要求7所述的低通滤波器装置，其特征在于，或者所述第二滤波器电容器(Cf2)由单个电容器(Cf2)实现，所述单个电容器耦合到所述第三和第二二极管(D3、D2)与所述滤波器参考电位端子(10)之间的连接点；

或者所述第二滤波器电容器由两个电容器(Cf3a、Cf3b)实现，所述两个电容器中的一个连接到所述第一与第四滤波器二极管(D1、D4)之间的连接点，并且所述两个电容器中的另一个连接到所述第三与第二滤波器二极管(D3、D2)之间的连接点。

9.根据权利要求1所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一电压源(Vs1)还包括电荷泵电路，所述电荷泵电路制备用于将所述第一可调正向电压(Vfw1)泵送到所述输入电压(Vin)的电平。

10.根据权利要求9所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述电荷泵电路包括：

-主泵送路径，其包括第一、第二、第三和第四晶体管(T1、T2、T3、T4)以及第一和第二泵送电容器(C1a、C1b)；

-第一栅极控制路径，其具有第五和第六晶体管(T5、T6)以及第一和第二补充电容器(C2a、C2b)；以及

-第二栅极控制路径，其具有第七和第八晶体管(T7、T8)以及第三和第四补充电容器(C3a、C3b)；

其中，所述第一和第二栅极控制路径中的每一个分别耦合到所述主泵送路径，使得对所述主泵送路径的晶体管的控制与第一可调正向电压(Vfw1)的电平无关；并且

其中，所述电荷泵电路制备用于在所述输入电压(Vin)的电平下提供与所述第一可调正向电压(Vfw1)相对应的正电压(Vp)。

11.根据权利要求10所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一泵送电容器(C1a)通过其第一端子耦合到所述第一和第三晶体管(T1、T3)的相应的漏极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第一控制信号(S1)，所述第一控制信号(S1)包括第一周期矩形信号(S1)，所述第一周期矩形信号具有与所述第一可调正向电压(Vfw1)的绝对值相对应的振幅；

其中，所述第二泵送电容器(C1b)通过其第一端子耦合到所述第二和第四晶体管(T2、T4)的相应的漏极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第二控制信号(S2)，所述第二控制信号(S2)与所述第一控制信号(S1)相反相位，并且具有与所述第一控制信号(S1)的振幅相适应的振幅；

其中，所述第一补充电容器(C2a)通过其第一端子耦合到所述第五晶体管(T5)的漏极端子，并且耦合到所述第三和第六晶体管(T3、T6)的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第三控制信号(S3)，所述第三控制信号(S3)包括第二周期矩形信号，所述第二周期矩形信号具有与可调控制电压(Vctl)的电平相对应的振幅；

其中，所述第二补充电容器(C2b)通过其第一端子耦合到所述第六晶体管(T6)的漏极端子，并且耦合到所述第四和第五晶体管(T4、T5)的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收第四控制信号(S4)，所述第四控制信号(S4)与所述第三控制信号(S3)相反相位，并且具有与所述第三控制信号(S3)的振幅相适应的振幅；

其中，所述第三补充电容器(C3a)通过其第一端子耦合到所述第七晶体管(T7)的漏极端子，并且耦合到所述第一和第八晶体管(T1、T8)的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收所述第三控制信号(S3)；

其中，所述第四补充电容器(C3b)通过其第一端子耦合到所述第八晶体管(T8)的漏极端子，并且耦合到所述第二和第七晶体管(T2、T7)的相应的栅极端子，并且制备用于在其第二端子处接收所述第四控制信号(S4)；

其中，所述第一、第二、第七和第八晶体管(T1、T2、T7、T8)各自包括相同类型的金属氧化物半导体MOS晶体管；并且

其中，所述第三、第四、第五和第六晶体管(T3、T4、T5、T6)各自包括相同类型的、与所述第一、第二、第七和第八晶体管(T1、T2、T7、T8)的类型互补的MOS晶体管。

12.根据权利要求10所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一、第二、第七和第八晶体管(T1、T2、T7、T8)的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供负电压(Vm)；并且

其中，所述第三、第四、第五和第六晶体管(T3、T4、T5、T6)的相应的源极端子彼此连接，并制备用于接收或提供正电压(Vp)。

13.根据权利要求1所述的低通滤波器装置，其特征在于，

所述第一可调正向电压(Vfw1)根据所述低通滤波器装置的实际温度和/或根据操作时间来动态地调节。

14.一种电压源装置，其特征在于，所述电压源装置具有：

-根据权利要求1的低通滤波器装置；以及

-耦合到所述低通滤波器装置的输入端子(20)的输入信号源(V)，所述输入信号源(V)制备用于提供输入电压(Vin)。

15.一种麦克风装置，其特征在于，所述麦克风装置包括微机电系统MEMS麦克风和根据权利要求14的电压源装置，

其中，在所述电压源装置的低通滤波器装置的输出端子(30)处提供的电压制备用于所述MEMS麦克风的偏置操作。