CN116368094A - 半导体集成电路装置及使用该半导体集成电路装置的麦克风模块 - Google Patents

半导体集成电路装置及使用该半导体集成电路装置的麦克风模块 Download PDF

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CN116368094A CN202180070043.5A CN202180070043A CN116368094A CN 116368094 A CN116368094 A CN 116368094A CN 202180070043 A CN202180070043 A CN 202180070043A CN 116368094 A CN116368094 A CN 116368094A
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Abstract

一种能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置，其包括：MEMS换能器(2)用的电源电路(11)；输入放大器(12)，其输入MEMS换能器(2)的信号并进行放大；线路驱动器(13)，其具有输入端，对输入放大器(12)的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子(T3)连接的负载；以及输出端子(T3)，其输出线路驱动器(13)的输出，电源电路(11)、输入放大器(12)以及线路驱动器(13)一体地形成于半导体基板，并且，在线路驱动器(13)的输入端连接有确定线路驱动器(13)的增益和输出端子(T3)的直流电位的增益设定电路(14)。

Description

半导体集成电路装置及使用该半导体集成电路装置的麦克风 模块
技术领域
本公开涉及以MEMS换能器的输出为信号源的半导体集成电路装置以及使用该半导体集成电路装置的麦克风模块。
背景技术
以往，如图12所示，车载用麦克风(麦克风单元)一般包括：由MEMS换能器和放大器构成的MEMS换能器麦克风模块82；向MEMS换能器麦克风模块82供给偏置电压的调节器81；2线式线路驱动器83；以及用于调整2线式线路驱动器83的增益的增益调整电路84(例如参照专利文献1)。
在此，若麦克风模块使用MEMS换能器麦克风模块，则一般其电源电压最大为3.3V左右，而在用于车载领域的情况下，作为麦克风的最大电压为8V左右，因此为了使MEMS换能器麦克风模块工作，需要调节器81等外围部件。另外，在用于消噪等用途时需要严格的增益精度，因此MEMS换能麦克风模块需要使用增益管理的模块。进而，为了在组装麦克风单元后进行增益的调整，需要机械地调整微调电阻，或者通过激光对基板上的电阻实施微调来使用等。
因此，在车载用麦克风中，前述的调节器81、MEMS换能器麦克风模块82、2线式线路驱动器83以及增益调整电路84分别使用单独的部件，将这些部件配置在基板上，成为一边调整增益等特性一边组装的构造。需要说明的是，在图12中，85是幻象电源，RL是输出负载电阻，OUT是信号输出。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2018-511219号公报
发明内容
发明要解决的问题
如上所述，如果将各个单独的部件配置在基板上，则容易在连接各部件的部件间的布线上叠加如图12所示的RF噪声RFN。因此，虽然未图示，但需要在各部件间连接去除RF噪声的滤波器等对策。其结果，部件数量增大，进而，在基板上组装各部件的结构中，无法避免安装面积的增加。进而，存在用于增益调整等的组装工时增加，导致成本大幅度上升的问题。
因此，本公开的课题在于提供一种半导体集成电路装置以及使用该半导体集成电路装置的麦克风模块，该半导体集成电路装置能够简化不易受到RF噪声的影响的麦克风模块的组装。
解决问题的方案
在本公开的一个方面中，半导体集成电路装置包括：MEMS换能器用的电源电路；输入放大器，其输入上述MEMS换能器的信号并进行放大；线路驱动器，其对上述输入放大器的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子连接的负载；以及上述输出端子，其输出上述线路驱动器的输出，上述电源电路、上述输入放大器以及上述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且，在上述线路驱动器的输入端连接有确定上述线路驱动器的增益和上述输出端子的直流电位的增益设定电路。
在本公开的另一方面中，半导体集成电路装置包括：MEMS换能器用的电源电路；输入放大器，其输入上述MEMS换能器的信号并进行放大；线路驱动器，其对上述输入放大器的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子连接的负载；以及上述输出端子，其输出上述线路驱动器的输出，上述电源电路、上述输入放大器以及上述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且在上述输入放大器的输出端与上述线路驱动器的输入端之间设有外部端子，以便能够连接滤波器并且在外部设定上述线路驱动器的增益。
发明的效果
根据本公开的半导体集成电路装置，由于输入放大器和线路驱动器被一体的单片IC化，所以在各元件间难以叠加RF噪声，不需要在各元件间形成噪声去除的滤波器。而且，在线路驱动器的输入端连接有线路驱动器的增益设定电路，或者以能够在外部设定线路驱动器的增益的方式设置有外部端子，因此能够成为车载用途中需要高耐压的能够进行重负载驱动的线路驱动器。进而，由于输入放大器和线路驱动器形成为1个芯片，因此形成为非常小型，在作为麦克风模块的情况下，能够形成为以往的一半左右的专有面积。其结果，能够得到高性能且低成本的车载用麦克风。
附图说明
图1是本公开的半导体集成电路装置的一实施方式(实施方式1)的基本构造的框图。
图2是本公开的半导体集成电路装置的另一实施方式(实施方式2)的基本构造的框图。
图3是实施方式1中的另一基本构造的框图。
图4是实施方式2中的另一基本构造的框图。
图5是表示图1的具体的结构例的框图。
图6是表示图3的具体的结构例的框图。
图7是表示图2的具体的结构例的框图。
图8是表示图2的具体的另一结构例的框图。
图9是表示图4的具体的结构例的框图。
图10是本公开的麦克风模块的一例的示意性的截面构造图。
图11是表示MEMS换能器的构造例的剖视图。
图12是表示以往的麦克风模块的结构的框图。
具体实施方式
接下来，参照附图对本公开的半导体集成电路装置以及使用了该半导体集成电路装置的麦克风模块的实施方式进行说明，但本公开并不限定于该实施方式。
(实施方式1)
如图1所示，本公开的半导体集成电路装置1的一实施方式(实施方式1)包括：MEMS换能器2用的电源电路11，其经由外部端子T1与MEMS换能器2连接；输入放大器12，其从外部端子T2输入MEMS换能器2的信号并进行放大；以及线路驱动器13，其对输入放大器12的输出进行放大，并且能够驱动与输出端子T3连接的负载。而且，电源电路11、输入放大器12以及线路驱动器13一体地形成于半导体基板(未图示)，并且在线路驱动器13的输入端连接形成有确定线路驱动器13的增益以及输出端子T3的直流电位的增益设定电路14。在该情况下，增益设定电路14也一体地形成于半导体基板。
即，本实施方式1的半导体集成电路装置是适用于使用了MEMS换能器的麦克风、特别是车载用的麦克风的半导体集成电路装置。如前所述，车载用麦克风的车载用部件最低也需要12V的耐压，需要能够重负载驱动(600Ω等低阻抗的驱动)的线路驱动器。以往，使用个别的放大器、电源电路以及线路驱动器在基板上进行混合，但若在基板上进行混合，则如前所述，由于在连接个别部件间的布线上形成RF噪声叠加的路径，因此需要进行分别连接去除RF噪声的滤波器等对策，存在麦克风模块大型化，并且组装工时也增加、成本上升的问题。
本实施方式1的半导体集成电路装置1的特征在于，设置有调整线路驱动器13的增益、以及确定输出端子T3的直流电位的增益设定电路14。另外，如后所述，其特征在于，图1所示的增益设定电路14形成为能够从外部进行调整，从而成为内置有与连接于输出端子T3等的负载相应的线路驱动器13、增益设定电路14、输入放大器12以及电源电路11的单芯片的半导体集成电路装置。
电源电路11供给MEMS换能器2的偏置电压。即，MEMS换能器2的动作电压例如为12V左右，但向半导体集成电路装置1供给的电源电压为3.3V左右。因此，需要设为适于MEMS换能器2的电压，电源电路11是用于调整为该电压的电路。该电源电路11的输出经由外部端子T1供给至MEMS换能器2。
由于MEMS换能器2的信号非常小，因此输入放大器12对该信号进行放大。该MEMS换能器2的信号经由外部端子T2输入并放大。关于该放大率，如后述的例子那样，也能够连接增益调整电路15(参照图3)而从外部进行调整。
线路驱动器13如前所述构成为能够驱动与该输出端子T3连接的重负载。例如也能够使用通常的运算放大器。然后，通过与线路驱动器13的输入端连接的增益设定电路14来调整其输出。需要说明的是，虽未图示，但在线路驱动器13为2线式的情况下，通过设于该输出端侧的接地GND与源极连接的FET的开路漏极输出来进行输出。在后述的3线式的情况下，采用推挽输出。
增益设定电路14使线路驱动器13成为能够驱动与其输出连接的负载的输出，以所期望的增益且使输出端子T3处的直流电位成为所期望的值的方式进行调整。具体而言，例如如图7所示，由连接在线路驱动器13的第2输入端13b与接地GND之间的第1电阻器R1和连接在线路驱动器13的第2输入端13b与输出端子T3之间的第2电阻器R2构成。通过连接这样的电阻器R1、R2，线路驱动器13的增益GV由GV＝R2/R1得到，另外，输出端子T3的直流电位Vdc由Vdc＝Vref×(1+R2/R1)得到。Vref表示以基准电位输入到线路驱动器13的第1输入端13a的电压(参照图7的附图标记10)。因而，通过调整第1和第2电阻器R1、R2的第1和第2电阻值，能够与所希望的负载匹配。这样，能够以第1电阻值与第2电阻值之比简单地调整线路驱动器的放大率，并且能够调整输出的直流电位。
MEMS换能器2例如为在图11中示出其一例的截面的构造。即，在半导体基板22的凹部23上配设有膜片21，隔着固定构件24设置有背板25，在背板25上以声音通过的方式形成有开口25a。而且，在膜片21的一端部和背板25的一端部分别形成有电极26、27。在该结构中，通过声音S与膜片21接触，膜片21振动，与背板25之间的电容变化，成为通过一对电极26、27检测该电容的变化的构造。
输出端子T3经由负载电阻RL输出到电源端子85(OUT)。另外，形成有与接地GND连接的外部端子T6。需要说明的是，经由该负载电阻器RL获取输出(OUT)在后述的图5～图7、图9中也是同样的，但在各图中省略。图1～图4是线路驱动器13为2线式的情况下的例子，电源端子85与幻象电源连接。
在图1中，附图标记3表示将该半导体集成电路装置1和MEMS换能器2配设在未图示的基板上的麦克风模块，附图标记4表示，在麦克风模块3还连接有必要的部件，被壳体覆盖的麦克风的区域。
(实施方式2)
在前述的实施方式1中，线路驱动器13的增益设定电路14内置于半导体集成电路装置1。在实施方式2中，没有内置该增益设定电路14，如后所述，在麦克风4的制作阶段，其制作者能够调整线路驱动器13的输出。即，对应于该调整值根据使用麦克风4的每个汽车制造商所要求的特性而不同的情况。因此，在麦克风4的制作阶段，为了能够自由地调整，是能够在半导体集成电路装置1的外部配置包含滤波器且能够设定线路驱动器13的增益的外部组件A的构造。该外部组件A例如如后所述，能够构成为通过在噪声去除滤波器的内侧收纳增益设定电路而不受RF噪声的影响。
具体而言，如图2所示，输入放大器12的输出端和线路驱动器13的输入端分别形成为半导体集成电路装置1的外部端子T4和T5，成为能够在半导体集成电路装置1的外部连接增益设定电路14的构造。通过在半导体集成电路装置1中形成这样的外部连接用的外部端子T4、T5，在麦克风模块3的制作工序或麦克风4的制作工序中，能够根据所要求的特性自由地调整线路驱动器13的输出。例如，如图2所示，在半导体集成电路装置1的外部端子T4和T5上分别连接有麦克风模块3的外部端子T12和T13，在这些外部端子T12和外部端子T13之间连接有包括滤波器和增益设定电路的上述外部组件A，用于线路驱动器的增益的设定。当然，在图2中外部组件A设置在麦克风模块3的外部，但也能够设置在麦克风模块3的内部，直接与外部端子T4、T5连接。在这种情况下，能够在麦克风模块3的制作工序中调整线路驱动器的增益，能够进一步用屏蔽罩(参见图10的31)覆盖，滤波器也能够形成在麦克风模块3的内部。需要说明的是，在图2中，对与图1相同的部分标注与图1相同的附图标记并省略其说明。
实施例
(实施例1)
在图3中，在图1的基本构造中设置有调整输入放大器12的增益的增益调整电路15，并且设置有存储由电源电路11内的电压调整电路调整为最佳的电压值的第1存储元件16以及存储由增益调整电路15调整后的最佳的增益的第2存储元件17。其他结构与图1相同，省略其说明。通过设置增益调整电路15，即使MEMS换能器2存在偏差，也能够使放大后的输出始终恒定。另外，通过将电源电路11的调整后的值、增益调整电路15的调整后的值存储在第1和第2存储元件16、17中，在以后使用时不必每次都进行调整，能够始终以最佳值进行动作。需要说明的是，在图3中，T9是存储器控制端子，能够在半导体集成电路装置1的制造后对调整值进行编程。另外，外部端子T10和T11能够在麦克风模块3的制作阶段和麦克风4的制作阶段中进行存储器控制的情况下设置。
该存储器控制端子T9构成为利用1个端子来控制第1存储元件16和第2存储元件17这两者。即，例如，通过向存储器控制端子T9输入预定的开始时钟而使半导体集成电路装置1成为激活状态，之后，通过将预定的位数(例如8比特)的串行数据作为预定的指令输入，将与针对哪个存储元件的写入以及读出的哪个处理相关的控制通知给各存储元件。之后，在读出的情况下，存储器控制端子T9的预定的期间(例如8个时钟)中的电位的变化作为表示对象的存储元件的存储内容的数据(例如8比特的串行数据)而被读取，在写入的情况下，在作为前述的指令的数据输入后，进而，所期望的写入值作为预定位数(例如8比特)的串行数据而被输入。通过这样共用地设置外部端子，能够减少外部端子的数量，能够抑制噪声的侵入。该设置增益控制电路15、第1存储元件16以及第2存储元件17等的例子不限于图1的实施方式1，还能够应用于其他实施方式和实施例。需要说明的是，在制作麦克风模块3的制造商处，通过在产品出厂时使第1存储元件16存储电源电路11的调整后的值，能够准确地调整MEMS换能器的偏置电压。另外，在制作麦克风4的制造商处，通过在产品出厂时使第2存储元件17存储增益调整电路15的调整后的值，能够准确地调整作为麦克风4整体的增益。
(实施例2)
在图4中，在图2的基本构造中设置有调整输入放大器12的增益的增益调整电路15，并且设置有存储由电源电路11内的电压调整电路调整为最佳的电压值的第1存储元件16以及存储由增益调整电路15调整后的最佳的增益的第2存储元件17。其他结构与图2或图3相同，省略其说明。
(实施例3)
图5是图1的具体电路例。即，在输入放大器12的输出端与线路驱动器13的第1输入端13a之间连接有由电容器Cin和电阻器Rin构成的高通滤波器HPF，在线路驱动器13的第2输入端13b与输出端子T3之间连接有增益设定电路14。即，通过高通滤波器HPF去除直流分量及低频的噪声，进而通过增益设定电路14调整线路驱动器13的增益及输出端子T3处的直流电位。这是为了能够根据与输出端子T7连接的负载来驱动负载。需要说明的是，输出端子T3与电源输入端子共用，经由输出端子T7与连接器5连接。电源VDD供给用于驱动半导体集成电路装置1内的各元件的电力。来自成为该电源输入端子的输出端子T3的电源VDD经由波动去除装置19被供给。在附加未图示的第1存储元件16和第2存储元件17(参照图3)的情况下，为了防止误动作等，优选去除纹波等噪声。作为纹波去除装置19，例如能够使用使电压恒定的调节器电路或纹波滤波电路等。
虽然在前述的各例中被省略，但在该输出端子T3与GND的外部端子T6之间由电容器CRF和2个电阻器RRF形成有去除RF噪声的RF噪声去除滤波器。在该图5所示的例子中，在半导体集成电路装置1的外部，在麦克风模块3的内部形成有RF噪声去除滤波器用的电阻器RRF和电容器CRF。其结果，成为能够在麦克风模块3的制作阶段去除期望频率的RF噪声的构造。在麦克风模块3中，如图10的示意性截面构造所示，半导体集成电路装置1和MEMS换能器2等被屏蔽罩31覆盖。该屏蔽罩31通过在金属或树脂的一面形成导体膜等的构造形成。因此，即使不是半导体集成电路装置1的内部，也能够在该屏蔽罩31的内部形成RF噪声去除滤波器。即，也能够在该屏蔽罩31内形成前述的电容器CRF和电阻器RRF。具体而言，例如如图10所示，通过预先在基板41上形成作为RRF发挥功能的电阻器32，能够调整为所期望的截止频率。另外，既能够在基板41内或基板41的表面形成隔着电介质的电容器作为CRF，也能够用芯片元件形成这些电阻器、电容器。通过设为这样的结构，能够形成最佳的去除RF噪声的滤波器。
该例中示出的波动去除装置19、高通滤波器HPF以及RF噪声去除滤波器等的结构根据需要也能够应用于其他实施方式以及各实施例。
(实施例4)
图6是图3的具体的电路例，代替图3所示的第1存储元件16以及第2存储元件17而设置有后述的OTP18。具体而言，在图6中，为了能够经由OTP18从外部调整图5的例子的增益设定电路14的电阻值、向线路驱动器13的输入电阻Radj等，在麦克风4设置有外部端子T11。即，在半导体集成电路装置1中形成有存储器控制端子T9，与麦克风模块3的外部端子T10连接而在麦克风4中形成有外部端子T11。如后述的图8等那样，如果高通滤波器HPF用的电容器Cin、电阻器Rin、增益设定电路14的第1和第2电阻器R1、R2等设置在半导体集成电路装置1之外，则例如能够设定为使用车载用麦克风的汽车制造商所期望的特性，但在该例子中，由于内置于半导体集成电路装置1，因此以在麦克风模块3的阶段、成为麦克风4之后都能够调整它们的方式设置有OTP18。其他结构与图3或图5所示的例子相同，省略其说明。
需要说明的是，该OTP18不仅能够设定增益设定电路14，如图6所示，还能够经由电压调整电路调整电源电路11的输出电压、经由未图示的增益调整电路(参照图3的附图标记15)调整输入放大器12的增益、基于确定线路驱动器13的输入的可变输入电阻器Radj的电阻值调整来调整高通滤波器HPF的截止频率、调整基准电位生成电路10的输出电压，能够从外部端子T11进行调整。低频截止频率fc由fc＝1/(2πCin·Radj)[Hz]得到。需要说明的是，能够内置的电容器的电容值存在物理上的极限，因此作为输入电阻器Radj需要非常高的电阻，因此优选由SCR(开关电容电阻)构成。
OTP18是一次性可编程ROM等存储元件，仅能够写入一次。因而，增益设定电路14所设定的调整值等在之后也被维持。设置该OTP18的构造不限于该例，也能够应用于其他实施方式以及各实施例。如该例所示，通过在麦克风4形成外部端子T11，即使在麦克风的状态下，也能够使各设定值最佳化。
(实施例5)
图7是实施方式2的图2所示的例子的具体的电路结构。即，在该例中，相当于图2的外部组件A的部分由高通滤波器HPF和增益设定电路14构成，高通滤波器HPF通过串联连接设置在与半导体集成电路装置1的外部端子T4和T5分别连接的麦克风模块3的外部端子T12和T13之间的电容器Cin和电阻器Rin而形成，去除输入放大器12的输出的直流分量和低频分量。
这样的电容器Cin和电阻器Rin串联连接的高通滤波器HPF的截止频率fc由fc＝1/(2πCin·Rin)[Hz]决定。因而，在麦克风4的制作阶段，能够调整为去除所期望的低频分量。
进而，在线路驱动器13的第2输入端13b与GND之间连接第1电阻器R1，在第2输入端13b与输出端子T3之间连接第2电阻器R2，由此构成前述的增益设定电路14。在该例中，高通滤波器HPF和增益设定电路14形成于麦克风模块3的外部，因此在麦克风4的制作阶段，能够根据与输出端子T3连接的负载来进行增益设定电路14的调整。另外，在该图7所示的例子中，高通滤波器HPF和增益设定电路14设置在麦克风模块3的外部，但也能够设置在麦克风模块3的内部，直接与外部端子T4、T5连接。在该情况下，能够在麦克风模块3的制作工序中调整高通滤波器HPF、增益设定电路14，进而能够用屏蔽罩(参照图10的附图标记31)进行覆盖，RF噪声去除滤波器也能够形成在麦克风模块3的内部。
在图7所示的例子的情况下，高通滤波器HPF和增益设定电路14在麦克风模块3的外部形成在麦克风4的基板上，因此为了防止增益设定电路14成为噪声混入的风险，去除最终的高频噪声的RF噪声去除滤波器的电阻器RRF也形成在麦克风模块3的外部。另一方面，RF噪声去除滤波器的电容器CRF形成在麦克风模块3的内部(在图示的例子中，麦克风模块3的屏蔽罩31(参照图10)内)，输出端子T7在高频区域成为低阻抗。而且，麦克风4成为外周被壳体覆盖的构造，未图示的壳体也被屏蔽，因此不会从外部混入RF噪声。因而，即使RF噪声去除滤波器的电阻器RRF形成在麦克风模块的外部，也能够维持最终的噪声去除的特性。从该观点出发，RF噪声去除滤波器的电容器CRF也可以形成在麦克风模块3的外部。
(实施例6)
图8是图7的例子的变形例。即，图7所示的例子是使用电源线VDD和接地线GND这2线输出线路驱动器13的输出的2线式的线路驱动器，但图8所示的例子是除了上述2线以外还经由独立地设置有输出线的输出专用的输出端子T14从输出端子T15输出信号的3线式的线路驱动器。在3线式的线路驱动器中，如前所述，以推挽输出来进行输出。推挽输出虽然未图示，但例如通过分别在电源端子VDD与输出OUT之间连接PMOS晶体管，在输出OUT与接地GND之间连接NMOS晶体管而构成。通过这样设为3线式，能够对电源(VDD-GND)进行全摆动输出(输出振幅大)。在该情况下，输出端子T3、输出端子T7作为电源输入端子发挥功能。在2线式的情况下，输出振幅减小相当于图1所示的负载电阻RL(虽然在图7中省略，但与图1相同，电源端子85经由负载电阻RL与输出端子T7连接)引起的电压下降量。采用哪一种取决于使用车载用麦克风的汽车制造商的选择。将线路驱动器13设为3线式的例子也不限定于该图8的例子，能够应用于其他所有实施方式以及各实施例。对与图7相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。
(实施例7)
图9所示的例子是图4的具体的电路例，前述的OTP18代替图4所示的第1存储元件16以及第2存储元件17而设置。具体而言，图9是将在图6所示的例子中与输入放大器12的输出端连接的高通滤波器HPF(电容器Cin和可变电阻器Radj)如图7所示那样输出到麦克风模块3之外，作为外置高通滤波器HPF(电容器Cin和电阻器Rin)与增益设定电路14一起作为图4中的外部组件的例子。其他结构与图6或图7相同，因此对相同的部分标注相同的附图标记并省略其说明。需要说明的是，在该例中，能够通过程序从外部端子T11调整输入到线路驱动器13的基准电压Vref。
作为该基准电位生成电路10的输出电压的基准电压Vref的调整能够在麦克风4的制作阶段进行，以得到相对于麦克风模块3之外的高通滤波器HPF、增益设定电路14等各部件的偏差、增益设定电路14的设定的最佳的中点电位。这样，通过将外部端子T11形成于麦克风4，对于形成于麦克风模块3的外部的高通滤波器HPF、增益设定电路14的各部件或者成为麦克风的外壁的壳体等的偏差，也能够调整为得到所期望的特性。这是因为，例如免提麦克风的壳体几乎都由塑料形成，因此，由于变形、组装误差等，可能产生输出信号的特性的偏差。
如前所述，将半导体集成电路装置1和MEMS换能器2装配在基板上，根据需要形成高通滤波器HPF和线路驱动器13的增益设定电路14，如图10所示，通过金属或外表面形成有导体面的树脂等覆盖屏蔽罩31，从而形成麦克风模块3。
进而，其外周被由树脂等构成的壳体覆盖，形成与输出端子T3、外部端子T6连接的连接器5，由此完成能够与负载简单地连接的麦克风4。
(总结)
(1)在本公开的一个方面中，能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置包括：MEMS换能器用的电源电路；输入放大器，其输入上述MEMS换能器的信号并进行放大；线路驱动器，其对上述输入放大器的输出进行放大，并且能够驱动与输出端子连接的负载；以及上述输出端子，其输出上述线路驱动器的输出，上述电源电路、上述输入放大器以及上述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且，在上述线路驱动器的输入端连接有确定上述线路驱动器的增益和上述输出端子的直流电位的增益设定电路。
在本公开中，构成为将MEMS换能器用的电源电路、输入该MEMS换能器的信号并进行放大的输入放大器以及线路驱动器集中于1个芯片的半导体元件。即，以往需要根据与麦克风连接的外部负载来进行线路驱动器的调整，因此无法将输入放大器和线路驱动器单芯片化，但在本公开中，设为能够内置对线路驱动器的增益及其输出的直流电位进行调整的增益设定电路的构造，因此得到了将输入放大器和线路驱动器单芯片化的半导体集成电路装置。其结果，能够使麦克风模块非常小型化，并且能够消除无用的布线，因此能够抑制外来噪声。而且麦克风的组装也非常简单，能够大幅减少组装工时。因此，能够非常低成本地销售噪声少的高性能的麦克风。
(2)另外，在本公开的另一方面中，能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置包括MEMS换能器用的电源电路；输入放大器，其输入上述MEMS换能器的信号并进行放大；线路驱动器，其对上述输入放大器的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子连接的负载；以及上述输出端子，其输出上述线路驱动器的输出，上述电源电路、上述输入放大器以及上述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且在上述输入放大器的输出端与上述线路驱动器的输入端之间设有外部端子，以能够连接滤波器并且在外部设定上述线路驱动器的增益。
在本公开中，除了具有与上述(1)同样的优点之外，通过在半导体集成电路装置中形成这样的外部连接用的外部端子，在麦克风模块3的制作工序或麦克风4的制作工序中，能够根据所要求的特性自由地调整线路驱动器13的输出。进而，由于成为能够连接滤波器的结构，因此即使将用于设定线路驱动器的增益的电路配置在半导体集成电路的外侧，也能够将RF噪声等的影响抑制到最小限度。
(3)在上述(1)所公开的能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置中，优选的是，在上述输入放大器的输出端与上述线路驱动器的上述输入端之间连接有高通滤波器。这是因为能够去除直流分量和低周波的噪声。
(4)在上述(1)～(3)所公开的能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置中，优选的是，还具有：电压调整电路，其调整上述电源电路的电压；第1存储器，其存储由上述电压调整电路调整后的电压值；增益调整器，其调整上述输入放大器的增益；以及第2存储器，其存储由上述增益调整器调整后的增益。由此，在制作麦克风模块的制造商处，能够准确地调整容易因制造而产生特性的偏差的MEMS换能器的偏置电压。另外，在制作车载用麦克风的制造商处，能够准确地调整包含由前述各种偏差因素引起的偏差在内的输入放大器的增益。进而，通过还调整构成高通滤波器HPF的可变输入电阻器的电阻值、基准电位生成电路的输出电压、以及设定增益设定电路，能够准确地调整包含偏差在内的麦克风整体的增益。通过将该调整电压、输入放大器的调整后的增益存储在存储器中，不需要物理调整就能够简单地进行电设定。
(5)在上述(4)所公开的能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置中，优选上述第1存储器和上述第2存储器的控制数据从共同的端子输入。这是因为，若外部端子变多，则外部噪声容易进入，但通过减少外部端子，能够抑制外来噪声的输入。
(6)在上述(4)或(5)所公开的能够输入MEMS换能器的信号的半导体集成电路装置中，优选还具有电源输入端子以及分别连接在上述第1存储器与上述电源输入端子之间和上述第2存储器与上述电源输入端子之间的纹波去除装置。由此，能够去除来自电源的噪声。这是因为，特别是如果在存储器的电源中叠加纹波等噪声，则成为误动作的主要原因。
(7)本公开的MEMS麦克风模块包括：基板；形成在上述基板上的MEMS换能器及半导体集成电路装置；以及覆盖上述MEMS换能器和上述半导体集成电路装置的周围的屏蔽罩，上述半导体集成电路装置由上述(1)～(6)中任一项所述的半导体集成电路装置构成。
采用该结构，不需要将单独的部件组装到基板上，能够非常简单、非常低成本地制造高性能的麦克风模块。
附图标记的说明
1、半导体集成电路装置；2、MEMS换能器；3、麦克风模块；4、麦克风；10、基准电位生成电路；11、电源电路；12、输入放大器；13、线路驱动器；14、增益设定电路；15、增益调整电路；16、第1存储元件；17、第2存储元件；18、OTP；19、纹波去除装置；31、屏蔽罩；32、电阻器；A、外部组件；T1、T2、T4、T5、T6、T8、T10、T11、T12、T13、外部端子；T3、T7、T14、T15、输出端子；T9、存储器控制端子。

Claims (7)

1.一种半导体集成电路装置，其能够输入MEMS换能器的信号，其中，所述半导体集成电路装置包括：
MEMS换能器用的电源电路；
输入放大器，其输入所述MEMS换能器的信号并进行放大；
线路驱动器，其对所述输入放大器的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子连接的负载；以及
所述输出端子，其输出所述线路驱动器的输出，
所述电源电路、所述输入放大器以及所述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且，在所述线路驱动器的输入端连接有确定所述线路驱动器的增益和所述输出端子的直流电位的增益设定电路。
2.一种半导体集成电路装置，其能够输入MEMS换能器的信号，其中，所述半导体集成电路装置包括：
MEMS换能器用的电源电路；
输入放大器，其输入所述MEMS换能器的信号并进行放大；
线路驱动器，其对所述输入放大器的输出进行放大，并且，能够驱动与输出端子连接的负载；以及
所述输出端子，其输出所述线路驱动器的输出，
所述电源电路、所述输入放大器以及所述线路驱动器一体地形成于半导体基板，并且在所述输入放大器的输出端与所述线路驱动器的输入端之间设有外部端子，以能够连接滤波器并且在外部设定所述线路驱动器的增益。
3.根据权利要求1所述的半导体集成电路装置，其中，
在所述输入放大器的输出端与所述线路驱动器的所述输入端之间连接有高通滤波器。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体集成电路装置，其中，还具有：
电压调整电路，其调整所述电源电路的电压；第1存储器，其存储由所述电压调整电路调整后的电压值；增益调整器，其调整所述输入放大器的增益；以及第2存储器，其存储由所述增益调整器调整后的增益。
5.根据权利要求4所述的半导体集成电路装置，其中，
所述第1存储器和所述第2存储器的控制数据从共用的端子输入。
6.根据权利要求4或5所述的半导体集成电路装置，其中，
还具有电源输入端子以及连接在所述第1存储器和所述第2存储器各自与所述电源输入端子之间的纹波去除装置。
7.一种MEMS麦克风模块，其中，
所述MEMS麦克风模块包括基板、形成于所述基板上的MEMS换能器及半导体集成电路装置、以及覆盖所述MEMS换能器和所述半导体集成电路装置的周围的屏蔽罩，所述半导体集成电路装置是权利要求1～6中任一项所述的半导体集成电路装置。
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