CN116746165A - 麦克风mems振膜及其自测试 - Google Patents

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Abstract

一种设备，该设备包括微机电系统(MEMS)元件，该MEMS元件被配置成用于感测声信号。该设备还包括电路系统，该电路系统被配置成用于启用麦克风元件以感测声信号。该电路系统进一步被配置成用于禁用麦克风元件以防止麦克风元件感测声信号。应当领会的是，该电路系统进一步被配置成用于当麦克风元件被禁用时将测试信号施加到MEMS元件。麦克风元件响应于测试信号而将信号输出到电路系统。电路系统响应于具有第一值的输出信号而确定MEMS元件的振膜是非正常操作的，并且电路系统响应于具有第二值的输出信号而确定MEMS元件的振膜是正常操作的。

Description

麦克风MEMS振膜及其自测试
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年1月26日提交的美国专利申请序列第17/158,983号、名称为“MICROPHONE MEMSDIAPHRAGM AND SELF-TEST THEREOF(麦克风MEMS振膜及其自测试)”的优先权。
背景技术
MEMS(“微机电系统”)是使用类似半导体的工艺制造并表现出机械特性的一类器件。MEMS器件可以包括具有响应于刺激而移动或变形的能力的膜。一类麦克风利用响应于声波(即，声音)而变形的MEMS元件。MEMS元件可以包括静止板和可移动板(即，响应于声波而变形的膜)。静止板和可移动板形成电容器，该电容器随着膜响应于声波而变形而改变电容。常见的故障和性能降级是由MEMS元件的膜(例如，振膜(diaphragm))的损坏引起的。振膜可能会因声过载、机械应力和/或静电电荷而损坏或撕裂，从而导致麦克风声灵敏度的部分或全部损失。
常规地，MEMS元件及其功能是被外部测试的，例如，通过应用声波，以及如果没有响应被记录，则可以推断膜已经被损坏或被撕裂。不幸的是，器件本身无法测试它的膜/振膜的功能和健康。
发明内容
因此，对于具有麦克风的设备，产生了执行自测试以检查它的膜(即，振膜)是否已经被损坏或被撕裂的需要。根据一些实施例，电路系统可用于通过施加电荷使MEMS麦克风的振膜偏置，由此使振膜能够响应于声波而变形。电路系统可以在自测试期间解除对MEMS麦克风的振膜的偏置，由此禁用振膜或降低振膜对声波的灵敏度。一旦MEMS麦克风被解除偏置，电路系统就可以将测试信号施加到MEMS麦克风，使得它基本上用来自声波的最小干扰来响应测试信号。从MEMS麦克风接收到的输出信号由电路系统处理，并且如果信号具有第一值(或范围)，则确定膜(即，振膜)未被损坏或撕裂，以及如果信号具有第二值(或范围)，则确定振膜被损坏或被撕裂。
在一些实施例中，设备包括MEMS元件，该MEMS元件被配置成用于感测声信号。设备还包括电路系统，该电路系统被配置成用于启用麦克风元件以感测声信号。电路系统进一步被配置成用于禁用麦克风元件以防止麦克风元件感测声信号。应当领会的是，电路系统进一步被配置成用于当麦克风元件被禁用时将测试信号施加到MEMS元件。麦克风元件响应于测试信号而将信号输出到电路系统。电路系统响应于具有第一值的输出信号而确定MEMS元件的振膜是非正常操作的，并且电路系统响应于具有第二值的输出信号而确定MEMS元件的振膜是正常操作的。
应当领会的是，测试信号可以被施加到MEMS元件的振膜、背板和/或柄元件。当振膜是正常操作的时，MEMS元件的振膜和背板形成电容性元件。柄元件是用于较薄的硅器件基板的载体。
在一些实施例中，电路系统可以包括电荷泵。电荷泵被配置成用于当麦克风元件被启用时对MEMS元件进行偏置。此外，电荷泵被配置成用于当麦克风元件被禁用时解除对MEMS元件的偏置。
应当领会的是，测试信号能经由电路系统编程。根据一些实施例，与MEMS元件的振膜是正常操作的时相比，当MEMS元件的振膜是非正常操作的时，MEMS元件的振膜对测试信号具有更大的振幅响应。
根据一些实施例，设备可以进一步包括处理单元，该处理单元被配置成用于发起自测试模式。当处理单元发起自测试模式时，电路系统禁用麦克风元件以防止麦克风元件感测声波。
在一些实施例中，一种方法包括禁用MEMS元件的麦克风元件，该MEMS元件被配置成用于感测声波。该方法进一步包括将测试信号施加到麦克风元件的MEMS元件。在一些实施例中，该方法进一步包括响应于测试信号而从麦克风元件的MEMS元件接收输出信号。确定输出信号的振幅响应。该方法进一步包括响应于输出信号的振幅响应大于阈值而确定MEMS元件的振膜是非正常操作的。根据一些非限制性示例，该方法进一步包括响应于输出信号的振幅响应低于阈值而确定MEMS元件的振膜是正常操作的。
应当领会的是，禁用可以包括终止从电荷泵到MEMS元件的电荷施加。在一些非限制性示例中，施加包括将测试信号施加到MEMS元件的振膜。当振膜是正常操作的时，MEMS元件的振膜和背板形成电容性元件。在一些实施例中，测试信号可以被施加到MEMS元件的背板。在一些非限制性示例中，MEMS元件包括柄元件，并且测试信号被施加到柄元件。应当领会的是，柄元件是用于较薄的硅器件基板的载体。应当领会的是，测试信号可以是能编程的。应当领会的是，与MEMS元件的振膜是正常操作的时相比，当MEMS元件的振膜是非正常操作的时，响应于测试信号的振幅信号的振幅响应更大。该方法可以进一步包括接收发起自测试模式的信号。麦克风响应于接收到的用于发起自测试模式的信号而被禁用。
参考以下附图、说明书和所附权利要求，可以更好地理解本文中所描述的概念的这些特征和方面以及其他特征和方面。
附图说明
图1A示出了根据本实施例的一个方面的具有MEMS麦克风管芯的封装麦克风的顶部透视图。
图1B示出了图1A中的封装麦克风的底部透视图。
图1C示出了如图1A中定向的封装麦克风的横截面图。
图1D示出了根据本实施例的一个方面的具有底部端口的类似封装麦克风的横截面图。
图2示出了根据本实施例的一个方面的MEMS麦克风管芯。
图3示出了根据一些实施例的具有自测试能力的包括MEMS麦克风的设备。
图4示出了根据一些实施例的MEMS元件。
图5示出了根据一些实施例的对MEMS麦克风发起自测试的电路系统。
图6示出了根据一些实施例的在自测试期间将测试信号施加到MEMS元件的模拟前端电路系统。
图7示出了根据本实施例的一个方面的对MEMS麦克风执行自测试的方法。
具体实施方式
在更详细地描述各种实施例之前，应当理解的是，实施例不是限制性的，因为此类实施例中的元件可以变化。同样应当理解，本文中所描述和/或所图示的特定实施例具有可以容易地与特定实施例分离并且可选地与若干个其他实施例中的任何一个实施例组合或者可以替代本文中所描述的若干个其他实施例中的任何一个实施例中的元素的元素。
还应当理解的是，本文中所使用的术语出于对某些概念进行描述的目的，并且该术语并不旨在进行限制。除非另有限定，本文中所使用的所有技术术语和科学术语具有与实施例所属领域的技术人员共同理解的含义相同的含义。
除非另有指示，否则序数(例如，第一、第二、第三等)用于区分或标识一组元素或步骤中的不同元素或步骤，并且不对其实施例的元素或步骤提供序列或数值限制。例如，“第一”、“第二”和“第三”元素或步骤不必以该顺序出现，并且其实施例不必限于三个元素或步骤。还应当理解的是，除非另有指示，否则任何标签，诸如“左”、“右”、“前”、“后”、“顶部”、“中间”、“底部”、“旁边”、“向前”、“逆向”、“上覆的”、“下覆的”、“上”、“下”，或其他类似术语，诸如“上方”、“下方”、“高于”、“低于”、“在…之下”、“在…之间”、“在…之上”、“垂直”、“水平”、“近端”、“远端”、“形成”、“构造”、“减少”、“施加”、“拉”、“弯曲”、“终止”、“检测”、“禁用”、“接收”、“确定”等是为了方便而使用，并且不旨在暗示例如任何特定的固定位置、定向或方向。相反，此类标签用于反映例如相对位置、定向或方向。还应当理解的是，除非上下文另有明确规定，否则单数形式“一(“a”、“an”)”和“该”包括复数对象。
诸如“在…之上”、“上覆的”、“上方”、“在…之下”等术语被理解为指代可能直接接触或可能在其间具有其他元素的元素。例如，两个层可以上覆接触，其中一个层在另一层之上，并且两个层物理地接触。在另一示例中，两个层可以由一个或多个层分开，其中第一层在第二层之上，并且一个或多个中间层在第一层与第二层之间，使得第一层和第二层不物理地接触。
一种设备，该设备具有带有MEMS元件的麦克风，该设备能够执行自测试以检查膜(即，振膜)的健康和操作。换句话说，设备可以自动地或响应于用户选择而发起自测试。一旦在自测试模式中，就可以确定振膜是否已被损坏或被撕裂。根据一些实施例，麦克风可以包括具有背板、振膜和柄(handle)的MEMS元件。柄通常是指用作较薄的硅器件基板的载体的较厚的基板。振膜被配置成用于响应于声波而变形，并且与背板(静止板)一起形成电容器。由此，被存储的电容性电荷随着振膜移动而改变，从而感测声波。
诸如专用集成电路(ASIC)之类的电路系统可以耦合到MEMS元件。电路系统在正常操作期间(即，不在自测试模式中)例如使用电荷泵对MEMS元件(振膜)进行偏置，使得振膜响应于声波而被移动。一旦在自测试模式中，电路系统就会解除对振膜的偏置，以便降低振膜对声波的灵敏度。在一些实施例中，解除对振膜的偏置使振膜不能响应于声波。
在自测试模式中，电路系统将测试信号施加到MEMS元件(例如，被施加到振膜的测试信号、被施加到柄的测试信号、被施加到背板的测试信号或其任何组合)。应当领会的是，测试信号可以是能编程的(例如，测试信号的值(例如，振幅、电压)可以改变，或者注入信号的形状(例如，方波、占空比、频率等)可以改变等等)。MEMS元件响应于接收到的测试信号而输出信号。输出信号可以与被存储在电容性元件(即，背板和振膜)上的电荷(即，电压)相关联。电路系统接收并处理来自MEMS元件的输出信号。如果经处理的信号被确定为具有第一值(诸如小于10mV之类的标称值)或范围，则确定振膜是正常操作的并且未被损坏，以及如果经处理的信号被确定为具有第二值(大于100mV)或范围，则确定振膜是非正常操作的。换句话说，当振膜被损坏或被撕裂时，当测试信号被施加时会经历高振幅电平；而当振膜未被损坏时，当测试信号被施加时会经历较低振幅电平。
应当领会的是，术语声波已与声/音频信号可互换地使用。还应当领会的是，贯穿本申请，术语膜已经与振膜可互换地使用。图1A-图1D和图2针对关于麦克风中的MEMS元件的一般讨论，而图3-图7描述了自测试的架构和处理步骤，以确定MEMS元件的振膜是否被损坏或被撕裂。
图1A示出了根据本实施例的一个方面的具有MEMS麦克风管芯16(在图1C、图1D和图2中示出)的封装麦克风10的顶部透视图。
示出的封装麦克风10具有封装基座12，该封装基座12与相对应的盖14一起形成内部腔室，该内部腔室包含麦克风芯片16，如果需要，还包含单独的麦克风电路芯片18(管芯16和18两者都在图1C和图1D中被示意性地示出，并且在下文中进行了讨论)。该实施例中的盖14是空腔型盖，该空腔型盖具有四个壁，该四个壁从顶部内表面总体上正交地延伸以形成空腔。在说明性实施例中，盖14由金属或其他导电材料形成，以屏蔽麦克风管芯16免受电磁干扰。盖14固定到基本上平坦的封装基座12的顶面以形成内部腔室。
盖14还具有音频输入端口20，该音频输入端口20使声波(即，音频信号)能够进入到腔室中。然而，在替代实施例中，音频端口20处于另一位置，诸如穿过封装基座12，或穿过盖14的侧壁中的一个侧壁。进入内部腔室的音频信号与麦克风芯片16相互作用以产生电信号，该电信号与附加(外部)部件(例如，扬声器和伴随电路系统)一起产生与输入可听信号相对应的输出可听信号。
图1B示出了图1A中的封装麦克风的底面22透视图。封装基座12的底面22具有多个触点24，这些触点用于将麦克风管芯16与诸如印刷电路板或其他电互连装置之类的基板电连接(并且在许多预期用途中物理地连接)。封装麦克风10可用于多种应用中的任何一种应用。例如，封装麦克风10可以与移动电话、陆线电话、计算机设备、视频游戏、助听器、听力仪器、生物计量安全系统、双向无线电、公共广播系统和其他转换信号的设备一起使用。事实上，预期封装麦克风10可以用作扬声器以从电子信号产生可听信号。
在说明性实施例中，封装基座12可以是诸如FR-4之类的印刷电路板材料，或预模制的引线框型封装(也称为“预模制封装”)。其他实施例可以使用诸如陶瓷腔封装之类的不同的封装类型。因此，对特定类型的封装的讨论仅出于说明性目的。
图1C示出了跨图1A中的C-C线定向的封装麦克风10的横截面图。如上文所示和所指出的，盖14和基座12形成了用于包含MEMS麦克风管芯16和用于控制和驱动麦克风管芯16的电子器件18的所提到的内部腔室。在说明性实施例中，电子器件被实现为第二独立集成电路，诸如专用集成电路(“ASIC 18”)。然而，其他实施例可以在单个管芯上形成MEMS微结构和电子电路系统。
粘合剂或另一紧固机构将麦克风管芯16和ASIC管芯18两者都固定到基座12。引线接合将麦克风管芯16和ASIC管芯18电连接到封装基座12内部上的接触垫(未示出)。
尽管已经图示出顶部端口封装麦克风设计，但一些实施例将输入端口定位在其他位置处，诸如穿过基座12。例如，图1D示意性地示出了类似封装麦克风10的横截面图，其中麦克风管芯16覆盖输入端口，从而产生大的后腔。未示出的其他实施例定位麦克风管芯16，使得它不覆盖穿过基座12的输入端口20。对特定的封装麦克风的讨论仅出于说明性目的。因此，关于图1A-图1D所讨论的封装麦克风10并不旨在限制本发明的所有实施例。
图2示出了根据本实施例的一个方面的MEMS麦克风管芯16(也称为“麦克风芯片”)。除其他外，麦克风管芯16包括静止部分26，该静止部分26支撑柔性振膜30并与柔性振膜30一起形成可变电容器28。
在说明性实施例中，静止部分26包括由单晶硅(例如，下文所讨论的绝缘体上硅晶片的顶层)和其他沉积层形成的背板32(在随后的图中示出并且在下文讨论)，而振膜30仅由诸如沉积的多晶硅之类的沉积材料形成。然而，其他实施例使用其他类型的材料来形成静止部分26和振膜30。例如，单晶硅块晶片和/或一些沉积材料可以形成静止部分26。以类似的方式，单晶硅块晶片、绝缘体上硅晶片的一部分或一些其他沉积材料可以形成振膜30。应当领会的是，麦克风管芯16的静止部分26具有背板32，该背板32与振膜30一起可以形成可变电容器。振膜30响应于声波而变形，从而使得可变电容器改变存储于其上的电容性电荷。
弹簧34可移动且一体地将振膜30的外周连接到麦克风管芯16的静止部分26。弹簧34有效地形成多个孔36，该多个孔36允许音频/声信号的至少一部分通过振膜30。也可以被称为“振膜孔36”的这些孔36可以是由应用要求的、诸如槽、圆孔或一些不规则形状之类的任何形状。管芯16和18的顶面上的电触点25为图1C和图1D中示出的引线接合提供电连接。
图3示出了根据一些实施例的具有自测试能力的包括MEMS麦克风的设备。麦克风元件310可以包括MEMS元件320(例如，背板、振膜和柄)。MEMS元件320的振膜可以响应于声音302(也称为声波)而变形。MEMS元件320响应于振膜移动而输出信号322。电路系统330接收并处理声模拟信号322以产生诸如输出信号332之类的声信号。
根据一些实施例，电路系统330可以发起自测试模式，以测试MEMS元件320的振膜的健康。应当领会的是，自测试可以自动地或者响应于用户对其的选择来发起。在自测试模式中，电路系统330解除对MEMS元件320的振膜的偏置(或降低MEMS偏置电压)，以便降低其对声波的灵敏度(或禁用其对声波的响应)。换句话说，减少了来自声波的干扰。
一旦被解除偏置，MEMS元件320的振膜就变得对声波302基本上不敏感。电路系统330可以将测试信号332传送到MEMS元件320。测试信号332可以是能编程的。例如，测试信号332的振幅可以改变，占空比可以被调整，频率可以被修改，形状可以被调整(例如，与正弦波相对的方波)，等等。测试信号332可以被施加到MEMS元件320的一个或多个位置。例如，现在参考图4示出了根据一些实施例的MEMS元件320。在该非限制性示例中，MEMS元件320可以包括背板410、振膜420和柄430。如上文所讨论的，柄430晶片通常是指用作较薄的硅器件基板(例如，振膜420)的载体的较厚的基板。振膜420和背板410形成电容器。振膜420响应于刺激(例如，声音302、测试信号332等)而移动和变形。返回参考图3，测试信号332可以被施加到背板410、振膜420和/或柄430。MEMS元件320响应于测试信号332而输出信号322。
电路系统330接收输出信号322并对其进行处理(例如，放大、低通滤波/带通滤波等)。一旦被处理，电路系统330就可以确定MEMS元件320的振膜420是否被损坏。一般而言，来自MEMS元件320的较高的振幅响应与损坏的振膜420相关联，而较低的振幅与未被损坏的振膜420相关联。由此，在一些实施例中，被处理为具有小于10mV的振幅的输出信号322可以与未被损坏的振膜420相关联，并且具有大于100mV的振幅的输出信号322可以与损坏的振膜420相关联。因此，电路系统330可以输出信号332(例如，二进制值)，该信号指示振膜420是被损坏的还是未被损坏的。在正常操作模式且不在自测试模式中，输出信号332可以是由麦克风元件310检测到的输出声模拟信号。
现在参考图5，示出了根据一些实施例的发起对MEMS麦克风的自测试的电路系统330。在该非限制性示例中，电路系统330可以包括电荷泵510、模拟前端520单元、信号处理530单元以及采样和平均540单元。如上文所讨论的，在正常操作模式期间(即，不在自测试模式中)，麦克风的MEMS元件320被偏置，以便增加其对声波的灵敏度。由此，电荷泵510可以将电荷施加到MEMS元件320以便对MEMS元件320进行偏置。由MEMS元件320感测到的声信号是由模拟前端520单元接收到的声模拟信号322。声模拟信号322由信号处理530单元处理，并且随后由采样和平均540单元进行采样和取平均，以生成输出信号332(即，音频输出)。
在自测试模式中，处理器(未示出)可以将设备正在进入自测试模式的通知信号发送到麦克风元件310。在自测试模式中，MEMS元件320是未被偏置的，以降低其对声波的灵敏度。由此，一旦在自测试模式中，电荷泵510不将电荷施加到MEMS元件320。模拟前端520可以将测试信号332(如上文所描述的)施加到MEMS元件320。测试信号332可以被施加到MEMS元件320的一个或多个位置(例如背板410、振膜420和/或柄430)，因此跨电容性元件产生电压(如果振膜420未被损坏)。响应于测试信号332，MEMS元件320生成声模拟信号322。声模拟信号322由模拟前端520单元接收。在一些非限制性示例中，模拟前端520可以包括滤波器(例如，低通滤波器、带通滤波器等)。当在自测试模式中时，经滤波的信号可以与电容性元件的电容成反比。由此，当电容性元件(即，背板410和振膜420)未被损坏时，生成小振幅作为声输出信号522。相反，当电容性元件被损坏时，生成大振幅作为声输出信号522。
在一些实施例中，声输出信号522由信号处理530单元处理，以及由采样和平均540单元进行采样和取平均。应当领会的是，信号处理530单元以及采样和平均540单元可以被集成在模拟前端520内是一些非限制性示例。应当领会的是，采样和平均540单元可以用于在统计学上有意义地确定振膜420是被损坏的还是未被损坏的。此外，应当领会的是，信号处理单元530和/或采样和平均540单元可用于将(一个或多个)模拟信号转换成(一个或多个)数字信号。
信号处理530单元可以基于振幅来确定MEMS 320元件的振膜420是否未被损坏。例如，对于小于10mV的振幅，可以确定振膜420未被损坏；并且对于大于100mV的振幅，可以确定振膜420被损坏。根据一些实施例，测试信号332可以是以特定频率注入的多个信号。由此，可以对每个测试信号进行确定(即，振膜420的通过/失败)，并且对每个测试信号进行采样和取平均，以便以统计学上更有意义的方式进行通过/失败的确定。应当领会的是，在一些实施例中，信号处理530单元的输出信号可以由采样和平均530单元在测试信号332的若干个周期上进行采样和取平均。经采样和取平均的值可以与第一阈值(例如，小于10mV)进行比较以确定振膜420未被损坏，并且将经采样和取平均的值与第二阈值(例如，大于100mV、大于10mV等)进行比较以确定振膜420被损坏。自测试模式中的输出信号332是对振膜420是被损坏的还是未被损坏的确定。应当领会的是，阈值可以是数字地能编程的阈值。
现在参考图6，根据一些实施例，模拟前端电路系统在自测试期间将测试信号施加到MEMS元件。模拟前端520可以包括开关632、634和636，以将测试信号332能操作地耦合到MEMS 320元件的期望元件。例如，当开关632在自测试模式期间接通时，测试信号332被施加到振膜420。类似地，当开关634在自测试模式期间接通时，测试信号332被施加到柄430。在一些非限制性示例中，当开关636在自测试模式期间接通时，测试信号332被施加到背板410。应当领会的是，可以同时接通多于一个开关，例如，如果开关632和636同时接通，则测试信号332既可以被施加到振膜420又可以被施加到背板410。应当领会的是，以上关于差分信号输出描述了实施例。然而，应当领会的是，实施例不应被解释为限于此。例如，可以使用单端信号。应当领会的是，当振膜是正常操作的时，MEMS元件的振膜和背板形成电容性元件。应当领会的是，在一些实施例中，测试信号可以被施加到MEMS元件的振膜。在一些非限制性示例中，测试信号可以被施加到MEMS元件的背板。在又另一非限制性示例中，测试信号可以被施加到MEMS的柄(即，用于较薄的硅器件基板的载体)元件。应当领会的是，测试信号可以具有形状、频率和振幅。例如，测试信号可以是具有范围在10Hz到10MHz之间的频率和在10mV峰值到10V峰值之间的振幅的方波、三角波或正弦波。
图7示出了根据本实施例的一个方面的对MEMS麦克风执行自测试的方法。在步骤710处，可选地，发起自测试模式的信号可以被接收(例如，从处理器接收)、由用户发起等等。在步骤720处，被配置成用于感测声波的麦克风元件可以被禁用。换句话说，MEMS 320元件对声波的灵敏度可以(例如，通过解除对MEMS 320元件的偏置)被降低。在步骤730处，测试信号被施加到麦克风元件的MEMS元件。在步骤740处，响应于测试信号，从麦克风元件的MEMS元件接收输出信号。在步骤750处，确定输出信号的振幅响应。在步骤760处，响应于输出信号的振幅响应大于第一阈值而确定MEMS元件的振膜是非正常操作的。在步骤770处，响应于输出信号的振幅响应小于第二阈值而确定MEMS元件的振膜是正常操作的。
尽管已经通过特定示例描述和/或说明了实施例，并且尽管已经对这些实施例和/或示例进行了相当详细的描述，但是申请人无意将实施例的范围限制或以任何方式限制于此类细节。实施例的附加改编和/或修改可以容易地出现，并且在其更广泛的方面中，实施例可以涵盖这些改编和/或修改。因此，在不背离本文中所描述的概念的范围的情况下，可以偏离前述实施例和/或示例。上文所描述的实现方式和其他实现方式落在所附权利要求的范围之内。

Claims (22)

1.一种设备，所述设备包括：
麦克风元件，所述麦克风元件包括微机电系统(MEMS)元件，所述MEMS元件被配置成用于感测声波；以及
电路系统，所述电路系统被配置成用于启用所述麦克风元件以感测所述声波，并且所述电路系统进一步被配置成用于禁用所述麦克风元件以防止所述麦克风元件感测所述声波，并且其中，所述电路系统进一步被配置成用于当所述麦克风元件被禁用时将测试信号施加到所述MEMS元件，
其中，所述麦克风元件响应于所述测试信号而将信号输出到所述电路系统，并且其中所述电路系统响应于大于第一阈值的输出信号而确定所述MEMS元件的振膜是非正常操作的，并且其中所述电路系统响应于小于第二阈值的输出信号而确定所述MEMS元件的所述振膜是正常操作的。
2.如权利要求1所述的设备，其中，所述测试信号被施加到所述MEMS元件的所述振膜，其中当所述振膜是正常操作的时，所述MEMS元件的所述振膜和背板形成电容性元件。
3.如权利要求1所述的设备，其中，所述测试信号被施加到所述MEMS元件的背板，其中当所述振膜是正常操作的时，所述MEMS元件的所述振膜和所述背板形成电容性元件。
4.如权利要求1所述的设备，其中，所述MEMS元件包括柄元件，并且其中所述测试信号被施加到所述柄元件，并且其中所述柄元件是用于较薄的硅器件基板的载体。
5.如权利要求1所述的设备，其中，所述电路系统进一步包括电荷泵，并且其中所述电荷泵被配置成用于当所述麦克风元件被启用时对所述MEMS元件进行偏置，并且其中所述电荷泵被配置成用于当所述麦克风元件被禁用时解除对所述MEMS元件的偏置。
6.如权利要求1所述的设备，其中，所述测试信号能经由所述电路系统编程。
7.如权利要求1所述的设备，其中，所述测试信号是具有范围在10Hz到10MHz之间的频率和在10mV峰值到10V峰值之间的振幅的方波。
8.如权利要求1所述的设备，其中，与所述MEMS元件的所述振膜是正常操作的时相比，当所述MEMS元件的所述振膜是非正常操作的时，所述MEMS元件的所述振膜对所述测试信号具有更大的振幅响应。
9.如权利要求1所述的设备，进一步包括处理单元，所述处理单元被配置成用于发起自测试模式，其中，当所述处理单元发起所述自测试模式时，所述电路系统禁用所述麦克风元件以防止所述麦克风元件感测所述声波。
10.一种方法，所述方法包括：
禁用微机电系统(MEMS)元件的麦克风元件，所述MEMS元件被配置成用于感测声波；
将测试信号施加到所述麦克风元件的所述MEMS元件；
响应于所述测试信号而从所述麦克风元件的所述MEMS元件接收输出信号；
确定所述输出信号的振幅响应；以及
响应于所述输出信号的所述振幅响应大于第一阈值而确定所述MEMS元件的振膜是非正常操作的。
11.如权利要求10所述的方法，其中，所述施加包括将所述测试信号施加到所述MEMS元件的所述振膜，其中当所述振膜是正常操作的时，所述MEMS元件的所述振膜和背板形成电容性元件。
12.如权利要求10所述的方法，其中，所述测试信号被施加到所述MEMS元件的背板，其中当所述振膜是正常操作的时，所述MEMS元件的所述振膜和所述背板形成电容性元件。
13.如权利要求10所述的方法，其中，所述MEMS元件包括柄元件，并且其中所述测试信号被施加到所述柄元件，并且其中所述柄元件是用于较薄的硅器件基板的载体。
14.如权利要求10所述的方法，其中，所述测试信号是能编程的。
15.如权利要求10所述的方法，其中，与所述MEMS元件的所述振膜是正常操作的时相比，当所述MEMS元件的所述振膜是非正常操作的时，响应于所述测试信号的振幅信号的所述振幅响应更大。
16.如权利要求10所述的方法，进一步包括接收发起自测试模式的信号，其中，所述麦克风响应于接收到的用于发起所述自测试模式的信号而被禁用。
17.如权利要求10所述的方法，进一步包括响应于所述输出信号的所述振幅响应低于第二阈值而确定所述MEMS元件的所述振膜是正常操作的。
18.如权利要求10所述的方法，其中，所述测试信号是具有范围在10Hz到10MHz之间的频率和在10mV峰值到10V峰值之间的振幅的正弦波。
19.一种设备，所述设备包括：
麦克风元件，所述麦克风元件包括微机电系统(MEMS)元件，所述MEMS元件被配置成用于感测声波；以及
电路系统，所述电路系统被配置成用于启用所述麦克风元件以感测所述声波，并且所述电路系统进一步被配置成用于当在自测试模式中时禁用所述麦克风元件以防止所述麦克风元件感测所述声波，其中，所述电路系统包括多个开关，所述多个开关被配置成用于当所述麦克风元件被禁用时将测试信号施加到所述MEMS元件的多个测试位置，
其中，所述麦克风元件响应于所述测试信号而将信号输出到所述电路系统，并且其中所述电路系统响应于具有第一值的输出信号而确定所述MEMS元件的振膜是非正常操作的，并且其中所述电路系统响应于具有第二值的输出信号而确定所述MEMS元件的所述振膜是正常操作的。
20.如权利要求19所述的设备，其中，所述多个测试位置包括所述MEMS元件的所述振膜、当所述振膜是正常操作的时形成电容性元件的所述MEMS元件的背板、以及柄元件，并且其中所述测试信号被施加到所述柄元件，并且其中所述柄元件是用于较薄的硅器件基板的载体。
21.如权利要求19所述的设备，其中，所述测试信号是能编程的。
22.如权利要求19所述的设备，其中，所述测试信号是具有范围在10Hz到10MHz之间的频率和在10mV峰值到10V峰值之间的振幅的三角波。
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