JP2001231098A - マイクロフォン装置 - Google Patents
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- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
- H04R19/00—Electrostatic transducers
- H04R19/01—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets
- H04R19/016—Electrostatic transducers characterised by the use of electrets for microphones
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- 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 エレクトレットコンデンサの構造に伴って発
生する寄生容量による感度の低下を抑制することが可能
なマイクロフォン装置を実現する。 【解決手段】 入力信号Vinの反転出力たる出力信号Vou
tを反転増幅器である演算増幅器OP2に入力し、入力信号
Vinと同相にして増幅する。そして、演算増幅器OP2の出
力信号Vfbを寄生容量CXの一方電極に接続して寄生容量C
Xを結合容量として機能させつつエレクトレットコンデ
ンサECにフィードバックをかける。そうすれば、エレク
トレットコンデンサECの両端の電圧が増加し、寄生容量
によるマイクロフォン装置の感度の低下を抑制すること
ができる。
生する寄生容量による感度の低下を抑制することが可能
なマイクロフォン装置を実現する。 【解決手段】 入力信号Vinの反転出力たる出力信号Vou
tを反転増幅器である演算増幅器OP2に入力し、入力信号
Vinと同相にして増幅する。そして、演算増幅器OP2の出
力信号Vfbを寄生容量CXの一方電極に接続して寄生容量C
Xを結合容量として機能させつつエレクトレットコンデ
ンサECにフィードバックをかける。そうすれば、エレク
トレットコンデンサECの両端の電圧が増加し、寄生容量
によるマイクロフォン装置の感度の低下を抑制すること
ができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板内に
形成されたエレクトレットコンデンサを備えるマイクロ
フォン装置に関する。
形成されたエレクトレットコンデンサを備えるマイクロ
フォン装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のマイクロフォン装置MU2の回路図
を図５に示す。マイクロフォン装置MU2はエレクトレッ
トコンデンサECを備えている。エレクトレットコンデン
サECは音圧を受けると容量値が変化して、その両電極間
で入力信号Vinが発生する。よって、この入力信号Vinに
は音声の情報が反映される。また、エレクトレットコン
デンサECの両端には、ダイオードD1，D2、抵抗R1および
ＮチャネルＭＯＳ型のトランジスタT1，T2からなるイン
ピーダンス変換回路が接続される。具体的には、ダイオ
ードD1のアノードがエレクトレットコンデンサECの一方
電極に、カソードがエレクトレットコンデンサECの他方
電極にそれぞれ接続される。また、ダイオードD2につい
ては、ダイオードD1に対してアノードおよびカソードが
逆転してエレクトレットコンデンサECの両端に接続され
る。さらに、抵抗R1がエレクトレットコンデンサECの両
端に並列に接続される。また、トランジスタT1のソース
がエレクトレットコンデンサECの他方電極に接続され、
ゲートがエレクトレットコンデンサECの一方電極に接続
される。トランジスタT1のドレインにはトランジスタT2
のソースが接続される。そして、トランジスタT2のドレ
インには電源電位Vddが、ゲートには一定電位Vref1がそ
れぞれ与えられる。また、トランジスタT1，T2のバック
ゲートには接地電位GNDが与えられる。なお、エレクト
レットコンデンサECの他方電極にも接地電位GNDが与え
られる。
を図５に示す。マイクロフォン装置MU2はエレクトレッ
トコンデンサECを備えている。エレクトレットコンデン
サECは音圧を受けると容量値が変化して、その両電極間
で入力信号Vinが発生する。よって、この入力信号Vinに
は音声の情報が反映される。また、エレクトレットコン
デンサECの両端には、ダイオードD1，D2、抵抗R1および
ＮチャネルＭＯＳ型のトランジスタT1，T2からなるイン
ピーダンス変換回路が接続される。具体的には、ダイオ
ードD1のアノードがエレクトレットコンデンサECの一方
電極に、カソードがエレクトレットコンデンサECの他方
電極にそれぞれ接続される。また、ダイオードD2につい
ては、ダイオードD1に対してアノードおよびカソードが
逆転してエレクトレットコンデンサECの両端に接続され
る。さらに、抵抗R1がエレクトレットコンデンサECの両
端に並列に接続される。また、トランジスタT1のソース
がエレクトレットコンデンサECの他方電極に接続され、
ゲートがエレクトレットコンデンサECの一方電極に接続
される。トランジスタT1のドレインにはトランジスタT2
のソースが接続される。そして、トランジスタT2のドレ
インには電源電位Vddが、ゲートには一定電位Vref1がそ
れぞれ与えられる。また、トランジスタT1，T2のバック
ゲートには接地電位GNDが与えられる。なお、エレクト
レットコンデンサECの他方電極にも接地電位GNDが与え
られる。
【０００３】トランジスタT1のゲート−ソース間の電圧
は、入力信号Vinが与えられないときにはダイオードD
1，D2、抵抗R1によって０［V］に維持される。エレクト
レットコンデンサECの容量値が音圧を受けて変化し、入
力信号Vinが発生したときには、トランジスタT1のゲー
ト−ソース間の電圧が変動する。そして、それに伴って
ドレイン−ソース間に流れる電流が変化する。なお、ト
ランジスタT1はデプリーション型であり、ゲート−ソー
ス間電圧が０［V］であってもドレイン−ソース間には
電流が流れている。トランジスタT1のドレイン−ソース
間電流の変化により、トランジスタT2のドレイン−ソー
ス間に流れる電流も変化し、トランジスタT2のゲート−
ソース間電圧が変動する。そして、このトランジスタT2
のソースにおける電位の変動が出力信号Voutとなる。な
お、この出力信号Voutの位相は入力信号Vinの位相と逆
転しており、入力信号Vinの値が減少すると出力信号Vou
tの値は増加し、入力信号Vinの値が増加すると出力信号
Voutの値は減少する。
は、入力信号Vinが与えられないときにはダイオードD
1，D2、抵抗R1によって０［V］に維持される。エレクト
レットコンデンサECの容量値が音圧を受けて変化し、入
力信号Vinが発生したときには、トランジスタT1のゲー
ト−ソース間の電圧が変動する。そして、それに伴って
ドレイン−ソース間に流れる電流が変化する。なお、ト
ランジスタT1はデプリーション型であり、ゲート−ソー
ス間電圧が０［V］であってもドレイン−ソース間には
電流が流れている。トランジスタT1のドレイン−ソース
間電流の変化により、トランジスタT2のドレイン−ソー
ス間に流れる電流も変化し、トランジスタT2のゲート−
ソース間電圧が変動する。そして、このトランジスタT2
のソースにおける電位の変動が出力信号Voutとなる。な
お、この出力信号Voutの位相は入力信号Vinの位相と逆
転しており、入力信号Vinの値が減少すると出力信号Vou
tの値は増加し、入力信号Vinの値が増加すると出力信号
Voutの値は減少する。
【０００４】さて、エレクトレットコンデンサECの具体
的構造の一例を図６に示す。エレクトレットコンデンサ
ECは、半導体基板SB上に形成された配線膜IL2を一方電
極として備えている。なお、配線膜IL2は半導体基板SB
上に絶縁膜IF1，IF2を介して形成されている。また、エ
レクトレットコンデンサECは、一定量の静電荷が半永久
的に固定した誘電体からなるエレクトレット膜ELを他方
電極として、配線膜IL2とは空間を隔てて半導体基板SB
の上方に備えている。そして、エレクトレット膜ELが音
圧を受けて振動する振動膜である。なお図６では、この
エレクトレット膜ELに接地電位GNDが与えられている。
的構造の一例を図６に示す。エレクトレットコンデンサ
ECは、半導体基板SB上に形成された配線膜IL2を一方電
極として備えている。なお、配線膜IL2は半導体基板SB
上に絶縁膜IF1，IF2を介して形成されている。また、エ
レクトレットコンデンサECは、一定量の静電荷が半永久
的に固定した誘電体からなるエレクトレット膜ELを他方
電極として、配線膜IL2とは空間を隔てて半導体基板SB
の上方に備えている。そして、エレクトレット膜ELが音
圧を受けて振動する振動膜である。なお図６では、この
エレクトレット膜ELに接地電位GNDが与えられている。
【０００５】半導体基板SBは例えばシリコン基板であ
り、図６では半導体基板SBが例えばＰ形不純物を含んで
いる。また、半導体基板SBには接地電位GNDが与えられ
ている。そして、絶縁膜IF1上には回路内の配線である
配線膜IL5が形成され、絶縁膜IF1および配線膜IL5を覆
うように絶縁膜IF2が形成されている。絶縁膜IF1，IF2
は例えば酸化膜や窒化膜等であり、配線膜IL2，IL5は例
えばＡｌ等からなる導電性膜である。また、配線膜IL2
および絶縁膜IF2の上面には絶縁性の保護膜PFが形成さ
れ、これらの膜を覆っている。保護膜PFも例えば酸化膜
や窒化膜等である。
り、図６では半導体基板SBが例えばＰ形不純物を含んで
いる。また、半導体基板SBには接地電位GNDが与えられ
ている。そして、絶縁膜IF1上には回路内の配線である
配線膜IL5が形成され、絶縁膜IF1および配線膜IL5を覆
うように絶縁膜IF2が形成されている。絶縁膜IF1，IF2
は例えば酸化膜や窒化膜等であり、配線膜IL2，IL5は例
えばＡｌ等からなる導電性膜である。また、配線膜IL2
および絶縁膜IF2の上面には絶縁性の保護膜PFが形成さ
れ、これらの膜を覆っている。保護膜PFも例えば酸化膜
や窒化膜等である。
【０００６】また、図６には示していないが、エレクト
レットコンデンサECの形成された部分の周辺の半導体基
板SB内に図５中のダイオードD1，D2および抵抗R1および
トランジスタT1，T2も形成されている。
レットコンデンサECの形成された部分の周辺の半導体基
板SB内に図５中のダイオードD1，D2および抵抗R1および
トランジスタT1，T2も形成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】エレクトレットコンデ
ンサECは図６に示したような構造をしており、その一方
電極である配線膜IL2が半導体基板SBの表面に形成され
ているので、半導体基板SBと配線膜IL2との間で寄生容
量が発生する。図５では、この寄生容量をCXとして表わ
している。寄生容量CXの一方電極である半導体基板SBに
は接地電位GNDが与えられているので、寄生容量CXの一
方電極はエレクトレット膜ELと同電位である。よって、
寄生容量CXはエレクトレットコンデンサECと並列接続の
関係にある。
ンサECは図６に示したような構造をしており、その一方
電極である配線膜IL2が半導体基板SBの表面に形成され
ているので、半導体基板SBと配線膜IL2との間で寄生容
量が発生する。図５では、この寄生容量をCXとして表わ
している。寄生容量CXの一方電極である半導体基板SBに
は接地電位GNDが与えられているので、寄生容量CXの一
方電極はエレクトレット膜ELと同電位である。よって、
寄生容量CXはエレクトレットコンデンサECと並列接続の
関係にある。
【０００８】また、トランジスタT1のゲート−ソース間
にも寄生容量が発生する。図５では、この寄生容量をCG
として表わしている。
にも寄生容量が発生する。図５では、この寄生容量をCG
として表わしている。
【０００９】さて、エレクトレットコンデンサECの容量
値をCeとおき、エレクトレット膜ELが保持する一定量の
静電荷の電荷量をQとおけば、上記の寄生容量CX，CGが
存在しない場合のトランジスタT1のゲート−ソース間電
圧すなわち入力信号Vinは、Vin＝Q／Ceとなる。よっ
て、仮にCe＝1.0［pF］とした場合、入力信号VinはQ／
(1.0×10-12)［V］になる。
値をCeとおき、エレクトレット膜ELが保持する一定量の
静電荷の電荷量をQとおけば、上記の寄生容量CX，CGが
存在しない場合のトランジスタT1のゲート−ソース間電
圧すなわち入力信号Vinは、Vin＝Q／Ceとなる。よっ
て、仮にCe＝1.0［pF］とした場合、入力信号VinはQ／
(1.0×10-12)［V］になる。
【００１０】ところが、寄生容量CX，CGの存在を考慮し
て同じくゲート−ソース間電圧Vinを考えると、その値
はVin＝Q／(Ce＋Cx＋Cg)となる。ここで、Cxは寄生容量
CXの容量値を、Cgは寄生容量CGの容量値をそれぞれ表
す。仮に容量値Ceが先と同じ値で、容量値Cx，Cgの値の
合計をCx＋Cg＝9.0［pF］とした場合、入力信号VinはQ
／(10.0×10-12)［V］になる。このように寄生容量CX，
CGが存在すると、寄生容量CX，CGが存在しない場合に比
べ入力信号Vinの値が1／10となり、トランジスタT1のゲ
ート−ソース間に入力される信号が微弱になってしま
う。
て同じくゲート−ソース間電圧Vinを考えると、その値
はVin＝Q／(Ce＋Cx＋Cg)となる。ここで、Cxは寄生容量
CXの容量値を、Cgは寄生容量CGの容量値をそれぞれ表
す。仮に容量値Ceが先と同じ値で、容量値Cx，Cgの値の
合計をCx＋Cg＝9.0［pF］とした場合、入力信号VinはQ
／(10.0×10-12)［V］になる。このように寄生容量CX，
CGが存在すると、寄生容量CX，CGが存在しない場合に比
べ入力信号Vinの値が1／10となり、トランジスタT1のゲ
ート−ソース間に入力される信号が微弱になってしま
う。
【００１１】すなわち、寄生容量CX，CGが存在すると、
入力信号Vinの値が小さくなり変化が現れにくくなるの
で、マイクロフォン装置としての感度が低下する。
入力信号Vinの値が小さくなり変化が現れにくくなるの
で、マイクロフォン装置としての感度が低下する。
【００１２】そこで、この発明は、エレクトレットコン
デンサの構造に伴って発生する寄生容量による感度の低
下を抑制することが可能なマイクロフォン装置を実現す
るものである。
デンサの構造に伴って発生する寄生容量による感度の低
下を抑制することが可能なマイクロフォン装置を実現す
るものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、一方電極と他方電極とを有するエレクトレットコン
デンサと、前記エレクトレットコンデンサの前記一方電
極および他方電極の間に生じる電圧を増幅して出力する
増幅器と、前記増幅器の出力が与えられた一方電極と前
記エレクトレットコンデンサの前記一方電極に接続され
た他方電極とを有するコンデンサとを備えるマイクロフ
ォン装置である。
は、一方電極と他方電極とを有するエレクトレットコン
デンサと、前記エレクトレットコンデンサの前記一方電
極および他方電極の間に生じる電圧を増幅して出力する
増幅器と、前記増幅器の出力が与えられた一方電極と前
記エレクトレットコンデンサの前記一方電極に接続され
た他方電極とを有するコンデンサとを備えるマイクロフ
ォン装置である。
【００１４】請求項２に記載の発明は、固定電位が与え
られる半導体基板と、前記半導体基板上に形成された絶
縁層と、前記絶縁層上に形成された一方電極と、前記固
定電位が与えられ、前記一方電極とは空間を隔てて設け
られた振動自在の他方電極とを有するエレクトレットコ
ンデンサと、前記エレクトレットコンデンサの前記一方
電極および他方電極の間に生じる電圧を増幅して出力す
る増幅器と、前記エレクトレットコンデンサの前記一方
電極に対向して前記絶縁層下に形成され、前記増幅器の
出力が与えられる導電層とを備えるマイクロフォン装置
である。
られる半導体基板と、前記半導体基板上に形成された絶
縁層と、前記絶縁層上に形成された一方電極と、前記固
定電位が与えられ、前記一方電極とは空間を隔てて設け
られた振動自在の他方電極とを有するエレクトレットコ
ンデンサと、前記エレクトレットコンデンサの前記一方
電極および他方電極の間に生じる電圧を増幅して出力す
る増幅器と、前記エレクトレットコンデンサの前記一方
電極に対向して前記絶縁層下に形成され、前記増幅器の
出力が与えられる導電層とを備えるマイクロフォン装置
である。
【００１５】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のマイクロフォン装置であって、前記導電層は前記絶縁
層下の前記半導体基板表面に形成された不純物層である
マイクロフォン装置である。
のマイクロフォン装置であって、前記導電層は前記絶縁
層下の前記半導体基板表面に形成された不純物層である
マイクロフォン装置である。
【００１６】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
のマイクロフォン装置であって、前記絶縁層上に形成さ
れ、前記絶縁層を貫通して前記導電層と接続された配線
層をさらに備えるマイクロフォン装置である。
のマイクロフォン装置であって、前記絶縁層上に形成さ
れ、前記絶縁層を貫通して前記導電層と接続された配線
層をさらに備えるマイクロフォン装置である。
【００１７】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
のマイクロフォン装置であって、前記絶縁層は前記半導
体基板上に形成された第１絶縁膜および前記第１絶縁膜
上に形成された第２絶縁膜を有し、前記導電層は、前記
第１絶縁膜上および前記第２絶縁膜下に形成された配線
層であるマイクロフォン装置である。
のマイクロフォン装置であって、前記絶縁層は前記半導
体基板上に形成された第１絶縁膜および前記第１絶縁膜
上に形成された第２絶縁膜を有し、前記導電層は、前記
第１絶縁膜上および前記第２絶縁膜下に形成された配線
層であるマイクロフォン装置である。
【００１８】
【発明の実施の形態】＜実施の形態１＞図１は、本発明
の実施の形態にかかるマイクロフォン装置MU1を示した
ものである。マイクロフォン装置MU1も、図５に示した
マイクロフォン装置MU2と同様、エレクトレットコンデ
ンサECを備えている。そして、エレクトレットコンデン
サECが音圧を受けると容量値が変化して、その両電極間
で入力信号Vinが発生する。また、ダイオードD1のアノ
ードがエレクトレットコンデンサECの一方電極に、カソ
ードがエレクトレットコンデンサECの他方電極にそれぞ
れ接続される。ダイオードD2については、ダイオードD1
に対してアノードおよびカソードが逆転してエレクトレ
ットコンデンサECの両端に並列に接続される。さらに、
抵抗R1がエレクトレットコンデンサECの両端に並列に接
続される。また、トランジスタT1のソースがエレクトレ
ットコンデンサECの他方電極に接続され、ゲートがエレ
クトレットコンデンサECの一方電極に接続される。トラ
ンジスタT1のドレインにはトランジスタT2のソースが接
続される。そして、トランジスタT2のドレインには電源
電位Vddが、ゲートには一定電位Vref1がそれぞれ与えら
れる。また、トランジスタT1，T2のバックゲートには接
地電位GNDが与えられる。また、エレクトレットコンデ
ンサECの他方電極にも接地電位GNDが与えられる。そし
て、トランジスタT1のゲート−ソース間には寄生容量CG
が示されている。寄生容量CXについては後述する。
の実施の形態にかかるマイクロフォン装置MU1を示した
ものである。マイクロフォン装置MU1も、図５に示した
マイクロフォン装置MU2と同様、エレクトレットコンデ
ンサECを備えている。そして、エレクトレットコンデン
サECが音圧を受けると容量値が変化して、その両電極間
で入力信号Vinが発生する。また、ダイオードD1のアノ
ードがエレクトレットコンデンサECの一方電極に、カソ
ードがエレクトレットコンデンサECの他方電極にそれぞ
れ接続される。ダイオードD2については、ダイオードD1
に対してアノードおよびカソードが逆転してエレクトレ
ットコンデンサECの両端に並列に接続される。さらに、
抵抗R1がエレクトレットコンデンサECの両端に並列に接
続される。また、トランジスタT1のソースがエレクトレ
ットコンデンサECの他方電極に接続され、ゲートがエレ
クトレットコンデンサECの一方電極に接続される。トラ
ンジスタT1のドレインにはトランジスタT2のソースが接
続される。そして、トランジスタT2のドレインには電源
電位Vddが、ゲートには一定電位Vref1がそれぞれ与えら
れる。また、トランジスタT1，T2のバックゲートには接
地電位GNDが与えられる。また、エレクトレットコンデ
ンサECの他方電極にも接地電位GNDが与えられる。そし
て、トランジスタT1のゲート−ソース間には寄生容量CG
が示されている。寄生容量CXについては後述する。
【００１９】なお、エレクトレットコンデンサEC並びに
ダイオードD1，D2、抵抗R1およびトランジスタT1，T2か
らなるインピーダンス変換回路の動作は、マイクロフォ
ン装置MU2と同様であるので説明を省略する。
ダイオードD1，D2、抵抗R1およびトランジスタT1，T2か
らなるインピーダンス変換回路の動作は、マイクロフォ
ン装置MU2と同様であるので説明を省略する。
【００２０】さて、本発明の実施の形態にかかるマイク
ロフォン装置MU1は、さらに演算増幅器OP1，OP2および
抵抗R2，R3をも備えている。トランジスタT1のドレイン
における出力信号Voutは、信号として出力される以外に
演算増幅器OP1の正入力端にも入力される。演算増幅器O
P1の負入力端には演算増幅器OP1の出力信号が入力さ
れ、演算増幅器OP1はボルテージフォロアとして機能す
る。なお、ボルテージフォロアは、入力側の回路に影響
を及ぼすことなく電圧信号を取り出すために設けられる
ものである。よって、トランジスタT1，T2のドレインソ
ース間に流れる電流に影響を及ぼすことなく出力信号Vo
utを検出できるのであれば、演算増幅器OP1は省略して
もよい。
ロフォン装置MU1は、さらに演算増幅器OP1，OP2および
抵抗R2，R3をも備えている。トランジスタT1のドレイン
における出力信号Voutは、信号として出力される以外に
演算増幅器OP1の正入力端にも入力される。演算増幅器O
P1の負入力端には演算増幅器OP1の出力信号が入力さ
れ、演算増幅器OP1はボルテージフォロアとして機能す
る。なお、ボルテージフォロアは、入力側の回路に影響
を及ぼすことなく電圧信号を取り出すために設けられる
ものである。よって、トランジスタT1，T2のドレインソ
ース間に流れる電流に影響を及ぼすことなく出力信号Vo
utを検出できるのであれば、演算増幅器OP1は省略して
もよい。
【００２１】演算増幅器OP1の出力信号は、抵抗R2を介
して演算増幅器OP2の負入力端に入力される。演算増幅
器OP2の負入力端には演算増幅器OP2の出力信号Vfbも抵
抗R3を介して入力され、演算増幅器OP2は反転増幅器と
して機能する。なお、演算増幅器OP2の正入力端には一
定電位Vref2が与えられる。
して演算増幅器OP2の負入力端に入力される。演算増幅
器OP2の負入力端には演算増幅器OP2の出力信号Vfbも抵
抗R3を介して入力され、演算増幅器OP2は反転増幅器と
して機能する。なお、演算増幅器OP2の正入力端には一
定電位Vref2が与えられる。
【００２２】この反転増幅器は、出力信号Voutをエレク
トレットコンデンサECの一方電極にフィードバックさせ
るために設けられる。演算増幅器OP2の出力信号Vfbは、
出力信号Voutが反転増幅されて生じた、入力信号Vinと
同相のフィードバック信号である。なお、出力信号Vfb
が入力信号Vinと同相であるのは、出力信号Voutの位相
が入力信号Vinの位相と逆転しており、さらに演算増幅
器OP2によって反転されるからである。また、出力信号V
fbの入力信号Vinに対する増幅度は、トランジスタT1に
おける出力信号Voutの入力信号Vinに対する増幅度と演
算増幅器OP2における出力信号Vfbの出力信号Voutに対す
る増幅度との積である。よって、この反転増幅器は、ト
ランジスタT1とともに増幅器を構成しているとも考えら
れる。
トレットコンデンサECの一方電極にフィードバックさせ
るために設けられる。演算増幅器OP2の出力信号Vfbは、
出力信号Voutが反転増幅されて生じた、入力信号Vinと
同相のフィードバック信号である。なお、出力信号Vfb
が入力信号Vinと同相であるのは、出力信号Voutの位相
が入力信号Vinの位相と逆転しており、さらに演算増幅
器OP2によって反転されるからである。また、出力信号V
fbの入力信号Vinに対する増幅度は、トランジスタT1に
おける出力信号Voutの入力信号Vinに対する増幅度と演
算増幅器OP2における出力信号Vfbの出力信号Voutに対す
る増幅度との積である。よって、この反転増幅器は、ト
ランジスタT1とともに増幅器を構成しているとも考えら
れる。
【００２３】さて、寄生容量CXについては、図５ではそ
の一方電極が半導体基板SBであり、半導体基板SBには接
地電位GNDが与えられていたため、エレクトレットコン
デンサECに並列接続した表現がなされていた。しかし、
本実施の形態においては、エレクトレットコンデンサEC
の一方電極に出力信号Vfbをフィードバックさせるため
に、寄生容量CXの一方電極に接地電位GNDではなく出力
信号Vfbを与える。よって、図１においては、寄生容量C
XをエレクトレットコンデンサECに並列接続した表現と
はしておらず、寄生容量CXの一方電極を演算増幅器OP2
の出力端に接続し、その他方電極をエレクトレットコン
デンサECの一方電極に接続して表している。
の一方電極が半導体基板SBであり、半導体基板SBには接
地電位GNDが与えられていたため、エレクトレットコン
デンサECに並列接続した表現がなされていた。しかし、
本実施の形態においては、エレクトレットコンデンサEC
の一方電極に出力信号Vfbをフィードバックさせるため
に、寄生容量CXの一方電極に接地電位GNDではなく出力
信号Vfbを与える。よって、図１においては、寄生容量C
XをエレクトレットコンデンサECに並列接続した表現と
はしておらず、寄生容量CXの一方電極を演算増幅器OP2
の出力端に接続し、その他方電極をエレクトレットコン
デンサECの一方電極に接続して表している。
【００２４】出力信号Vfbが寄生容量CXの一方電極に与
えられると、寄生容量CXは結合容量として機能し、出力
信号Vfb中の直流バイアス分を除去しつつ交流信号だけ
をエレクトレットコンデンサECの一方電極に伝達する。
ここで、出力信号Vfbの入力信号Vinに対する増幅度、す
なわちトランジスタT1および演算増幅器OP2の各々の電
圧信号の増幅度を調節してエレクトレットコンデンサEC
の一方電極に伝達される交流信号の値を増幅すれば、ト
ランジスタT1のゲート−ソース間の電圧の振幅値を寄生
容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値に近づ
けることができる。上述のように出力信号Vfbは入力信
号Vinと同相のフィードバック信号であることから、エ
レクトレットコンデンサECの一方電極に伝達される交流
信号も入力信号Vinと同相であり、エレクトレットコン
デンサECの一方電極における電位の変化を強調すること
ができるからである。よって、寄生容量CX，CGの影響の
ため微弱となっていたトランジスタT1のゲート−ソース
間の信号が増幅され、マイクロフォン装置への寄生容量
CX，CGの影響を抑制できる。すなわち、入力信号Vinと
同相のフィードバック信号である出力信号Vfbを寄生容
量CXの一方電極に与えてその他方電極における電位の変
化を強調することで、トランジスタT1のゲート−ソース
間電圧を増加させ、寄生容量CXによるマイクロフォン装
置MU1の感度が低下するのを抑制することができる。
えられると、寄生容量CXは結合容量として機能し、出力
信号Vfb中の直流バイアス分を除去しつつ交流信号だけ
をエレクトレットコンデンサECの一方電極に伝達する。
ここで、出力信号Vfbの入力信号Vinに対する増幅度、す
なわちトランジスタT1および演算増幅器OP2の各々の電
圧信号の増幅度を調節してエレクトレットコンデンサEC
の一方電極に伝達される交流信号の値を増幅すれば、ト
ランジスタT1のゲート−ソース間の電圧の振幅値を寄生
容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値に近づ
けることができる。上述のように出力信号Vfbは入力信
号Vinと同相のフィードバック信号であることから、エ
レクトレットコンデンサECの一方電極に伝達される交流
信号も入力信号Vinと同相であり、エレクトレットコン
デンサECの一方電極における電位の変化を強調すること
ができるからである。よって、寄生容量CX，CGの影響の
ため微弱となっていたトランジスタT1のゲート−ソース
間の信号が増幅され、マイクロフォン装置への寄生容量
CX，CGの影響を抑制できる。すなわち、入力信号Vinと
同相のフィードバック信号である出力信号Vfbを寄生容
量CXの一方電極に与えてその他方電極における電位の変
化を強調することで、トランジスタT1のゲート−ソース
間電圧を増加させ、寄生容量CXによるマイクロフォン装
置MU1の感度が低下するのを抑制することができる。
【００２５】なお、寄生容量CXの容量値を調節すること
が可能であれば、出力信号Vfbのうち寄生容量CXの両端
に印加される電圧とエレクトレットコンデンサECに印加
される電圧との比や、エレクトレットコンデンサECの一
方電極における電位の変化する時間を調節することもで
きる。
が可能であれば、出力信号Vfbのうち寄生容量CXの両端
に印加される電圧とエレクトレットコンデンサECに印加
される電圧との比や、エレクトレットコンデンサECの一
方電極における電位の変化する時間を調節することもで
きる。
【００２６】また、トランジスタT1および演算増幅器OP
2の両者を合わせての電圧信号の増幅度は、エレクトレ
ットコンデンサECの一方電極に伝達される交流信号が寄
生容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値を上
回らないように調整しておくことが望ましい。交流信号
が寄生容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値
を上回ってしまうと正帰還となり、発振現象が生じてマ
イクロフォン装置として機能しなくなる場合があるから
である。
2の両者を合わせての電圧信号の増幅度は、エレクトレ
ットコンデンサECの一方電極に伝達される交流信号が寄
生容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値を上
回らないように調整しておくことが望ましい。交流信号
が寄生容量CX，CGの存在しないときの入力信号Vinの値
を上回ってしまうと正帰還となり、発振現象が生じてマ
イクロフォン装置として機能しなくなる場合があるから
である。
【００２７】本実施の形態にかかるマイクロフォン装置
MU1を用いれば、寄生容量CXにより出力信号Vfbから直流
バイアス分が除去された交流信号がエレクトレットコン
デンサECの一方電極に伝達されるので、エレクトレット
コンデンサECの一方電極および他方電極の間に生じる入
力信号Vinを増幅させることができる。よって、トラン
ジスタT1のゲート−ソース間電圧を増加させ、寄生容量
CXによるマイクロフォン装置MU1の感度が低下するのを
抑制することができる。また、寄生容量CXの容量値を調
節することで、エレクトレットコンデンサECの一方電極
における電位やその変化する時間を調節することができ
る。
MU1を用いれば、寄生容量CXにより出力信号Vfbから直流
バイアス分が除去された交流信号がエレクトレットコン
デンサECの一方電極に伝達されるので、エレクトレット
コンデンサECの一方電極および他方電極の間に生じる入
力信号Vinを増幅させることができる。よって、トラン
ジスタT1のゲート−ソース間電圧を増加させ、寄生容量
CXによるマイクロフォン装置MU1の感度が低下するのを
抑制することができる。また、寄生容量CXの容量値を調
節することで、エレクトレットコンデンサECの一方電極
における電位やその変化する時間を調節することができ
る。
【００２８】なお、本実施の形態においては、トランジ
スタT1，T2としてＭＯＳトランジスタを用いたが、もち
ろんバイポーラトランジスタを用いてもよい。バイポー
ラトランジスタを用いる場合には、上記のゲート、ドレ
イン、ソースをそれぞれベース、コレクタ、エミッタと
読み替えればよい。
スタT1，T2としてＭＯＳトランジスタを用いたが、もち
ろんバイポーラトランジスタを用いてもよい。バイポー
ラトランジスタを用いる場合には、上記のゲート、ドレ
イン、ソースをそれぞれベース、コレクタ、エミッタと
読み替えればよい。
【００２９】＜実施の形態２＞本実施の形態は、実施の
形態１にかかるマイクロフォン装置MU1のうちエレクト
レットコンデンサEC付近の具体的構造を示したものであ
る。図２がその構造を示した断面図である。図２におい
ても図６と同様、エレクトレットコンデンサECは、半導
体基板SB上に形成された配線膜IL2を一方電極として備
えている。なお、配線膜IL2は半導体基板SB上に絶縁膜I
F1，IF2を介して形成されている。また、エレクトレッ
トコンデンサECは、一定量の静電荷が半永久的に固定し
た誘電体からなるエレクトレット膜ELを他方電極とし
て、配線膜IL2とは空間を隔てて半導体基板SBの上方に
備える。そして、エレクトレット膜ELが音圧を受けて振
動する振動膜である。なお、エレクトレット膜ELには接
地電位GNDが与えられている。
形態１にかかるマイクロフォン装置MU1のうちエレクト
レットコンデンサEC付近の具体的構造を示したものであ
る。図２がその構造を示した断面図である。図２におい
ても図６と同様、エレクトレットコンデンサECは、半導
体基板SB上に形成された配線膜IL2を一方電極として備
えている。なお、配線膜IL2は半導体基板SB上に絶縁膜I
F1，IF2を介して形成されている。また、エレクトレッ
トコンデンサECは、一定量の静電荷が半永久的に固定し
た誘電体からなるエレクトレット膜ELを他方電極とし
て、配線膜IL2とは空間を隔てて半導体基板SBの上方に
備える。そして、エレクトレット膜ELが音圧を受けて振
動する振動膜である。なお、エレクトレット膜ELには接
地電位GNDが与えられている。
【００３０】半導体基板SBは例えばシリコン基板であ
り、図６では半導体基板SBが例えばＰ形不純物を含んで
いる。また、半導体基板SBには接地電位GNDが与えられ
ている。半導体基板SBの表面には、イオン注入法等によ
り不純物層WL1〜WL3が形成されている。このうちＮ形不
純物層WL2は配線膜IL2の下方に設けられている。また、
Ｐ形不純物層WL1，WL3はＮ形不純物層WL2の周囲を囲ん
で、これを素子分離している。
り、図６では半導体基板SBが例えばＰ形不純物を含んで
いる。また、半導体基板SBには接地電位GNDが与えられ
ている。半導体基板SBの表面には、イオン注入法等によ
り不純物層WL1〜WL3が形成されている。このうちＮ形不
純物層WL2は配線膜IL2の下方に設けられている。また、
Ｐ形不純物層WL1，WL3はＮ形不純物層WL2の周囲を囲ん
で、これを素子分離している。
【００３１】絶縁膜IF1上には演算増幅器OP2の出力端に
つながる配線である配線膜IL1が形成されている。この
配線膜IL1は絶縁膜IF1を貫通して半導体基板SB表面のＮ
形不純物層WL2に接続されている。また、Ｎ形不純物層W
L2においては、配線膜IL1との接続部分に不純物濃度の
比較的高いコンタクト領域CTを設け、接続部分の抵抗値
を減らしている。
つながる配線である配線膜IL1が形成されている。この
配線膜IL1は絶縁膜IF1を貫通して半導体基板SB表面のＮ
形不純物層WL2に接続されている。また、Ｎ形不純物層W
L2においては、配線膜IL1との接続部分に不純物濃度の
比較的高いコンタクト領域CTを設け、接続部分の抵抗値
を減らしている。
【００３２】絶縁膜IF1および配線膜IL1を覆うように絶
縁膜IF2が形成されている。絶縁膜IF1，IF2は例えば酸
化膜や窒化膜等であり、配線膜IL1，IL2は例えばＡｌ等
からなる導電性膜である。また、配線膜IL2および絶縁
膜IF2の上面には絶縁性の保護膜PFが形成され、これら
の膜を覆っている。また、保護膜PFも例えば酸化膜や窒
化膜等である。
縁膜IF2が形成されている。絶縁膜IF1，IF2は例えば酸
化膜や窒化膜等であり、配線膜IL1，IL2は例えばＡｌ等
からなる導電性膜である。また、配線膜IL2および絶縁
膜IF2の上面には絶縁性の保護膜PFが形成され、これら
の膜を覆っている。また、保護膜PFも例えば酸化膜や窒
化膜等である。
【００３３】また、図２には示していないが、エレクト
レットコンデンサECの形成された部分の周辺の半導体基
板SB内に図１中のダイオードD1，D2および抵抗R1〜R3お
よびトランジスタT1，T2および演算増幅器OP1，OP2も形
成されている。
レットコンデンサECの形成された部分の周辺の半導体基
板SB内に図１中のダイオードD1，D2および抵抗R1〜R3お
よびトランジスタT1，T2および演算増幅器OP1，OP2も形
成されている。
【００３４】このように、半導体基板SBの表面にＮ形不
純物層WL2を設け、そこに配線膜IL2を介して演算増幅器
OP2の出力信号Vfbを与えるようにすれば、従来、配線膜
IL2と半導体基板SBとの間で生じていた寄生容量CXは、
配線膜IL2とＮ形不純物層WL2との間で生じることにな
る。よって、寄生容量CXは図１に示した回路図のように
エレクトレットコンデンサECの一方電極と演算増幅器OP
2の出力端との間に形成されることになる。
純物層WL2を設け、そこに配線膜IL2を介して演算増幅器
OP2の出力信号Vfbを与えるようにすれば、従来、配線膜
IL2と半導体基板SBとの間で生じていた寄生容量CXは、
配線膜IL2とＮ形不純物層WL2との間で生じることにな
る。よって、寄生容量CXは図１に示した回路図のように
エレクトレットコンデンサECの一方電極と演算増幅器OP
2の出力端との間に形成されることになる。
【００３５】なお、出力信号Voutは、トランジスタT1が
デプリーション形であることから入力信号Vinの入力が
ないときであっても正の直流バイアスを有する。よっ
て、一定電位Vref2の値を適当に設定すれば、演算増幅
器OP2から出力される出力信号Vfbも正となる。すると、
Ｎ形不純物層WL2の電位は正となり、半導体基板SBの電
位GNDよりも高くなるので、Ｎ形不純物層WL2と半導体基
板SBとの間はＰＮ接合の逆バイアス状態となり、両者の
間に電流はほとんど流れない。
デプリーション形であることから入力信号Vinの入力が
ないときであっても正の直流バイアスを有する。よっ
て、一定電位Vref2の値を適当に設定すれば、演算増幅
器OP2から出力される出力信号Vfbも正となる。すると、
Ｎ形不純物層WL2の電位は正となり、半導体基板SBの電
位GNDよりも高くなるので、Ｎ形不純物層WL2と半導体基
板SBとの間はＰＮ接合の逆バイアス状態となり、両者の
間に電流はほとんど流れない。
【００３６】本実施の形態にかかるマイクロフォン装置
を用いれば、半導体基板SBの表面にＮ形不純物層WL2を
設け、そこに配線膜IL2を介して演算増幅器OP2の出力信
号Vfbを与えるので、イオン注入法等の半導体プロセス
により容易に実施の形態１にかかるマイクロフォン装置
MU1を実現することができる。
を用いれば、半導体基板SBの表面にＮ形不純物層WL2を
設け、そこに配線膜IL2を介して演算増幅器OP2の出力信
号Vfbを与えるので、イオン注入法等の半導体プロセス
により容易に実施の形態１にかかるマイクロフォン装置
MU1を実現することができる。
【００３７】なお、寄生容量CXの容量値は、絶縁膜IF
1，IF2の膜厚および誘電率、並びに配線膜IL2およびＮ
形不純物層WL2の面積により調節することが可能であ
る。よって、実施の形態１においても述べたように、出
力信号Vfbのうち寄生容量CXの両端に印加される電圧と
エレクトレットコンデンサECに印加される電圧との比
や、エレクトレットコンデンサECの一方電極における電
位の変化する時間を調節することもできる。
1，IF2の膜厚および誘電率、並びに配線膜IL2およびＮ
形不純物層WL2の面積により調節することが可能であ
る。よって、実施の形態１においても述べたように、出
力信号Vfbのうち寄生容量CXの両端に印加される電圧と
エレクトレットコンデンサECに印加される電圧との比
や、エレクトレットコンデンサECの一方電極における電
位の変化する時間を調節することもできる。
【００３８】＜実施の形態３＞本実施の形態は、実施の
形態２にかかるマイクロフォン装置の変形例である。図
３がその構造を示した断面図である。なお、図３では実
施の形態２にかかるマイクロフォン装置と同様の機能を
有する要素については同一符号を付している。
形態２にかかるマイクロフォン装置の変形例である。図
３がその構造を示した断面図である。なお、図３では実
施の形態２にかかるマイクロフォン装置と同様の機能を
有する要素については同一符号を付している。
【００３９】本実施の形態にかかるマイクロフォン装置
においては、絶縁膜IF2が形成されず、また、配線膜IL2
に相当する配線膜IL3が配線膜IL1と同じく絶縁膜IF1上
に形成されている。このように、配線膜IL3を配線膜IL1
とともに絶縁膜IF1上に形成すると、マイクロフォン装
置の製造過程において配線膜IL3と配線膜IL1とを同じフ
ォトリソグラフィ工程で一度に形成することができ、工
程が少なくて済む。また、絶縁膜IF2も不要となるため
材料に要するコストも削減できる。
においては、絶縁膜IF2が形成されず、また、配線膜IL2
に相当する配線膜IL3が配線膜IL1と同じく絶縁膜IF1上
に形成されている。このように、配線膜IL3を配線膜IL1
とともに絶縁膜IF1上に形成すると、マイクロフォン装
置の製造過程において配線膜IL3と配線膜IL1とを同じフ
ォトリソグラフィ工程で一度に形成することができ、工
程が少なくて済む。また、絶縁膜IF2も不要となるため
材料に要するコストも削減できる。
【００４０】その他の構成は実施の形態２にかかるマイ
クロフォン装置と同様のため、説明を省略する。
クロフォン装置と同様のため、説明を省略する。
【００４１】＜実施の形態４＞本実施の形態も、実施の
形態２にかかるマイクロフォン装置の変形例である。図
４がその構造を示した断面図である。なお、図４では実
施の形態２にかかるマイクロフォン装置と同様の機能を
有する要素については同一符号を付している。
形態２にかかるマイクロフォン装置の変形例である。図
４がその構造を示した断面図である。なお、図４では実
施の形態２にかかるマイクロフォン装置と同様の機能を
有する要素については同一符号を付している。
【００４２】本実施の形態にかかるマイクロフォン装置
においては、不純物層WL1〜WL3およびコンタクト領域CT
が形成されず、また、配線膜IL1に相当する配線膜IL4が
絶縁膜IF1上に形成されている。ただし、配線膜IL4は、
配線膜IL2の下方にまで及んで形成されており、Ｎ形不
純物層WL2に代わって寄生容量CXの一方電極としても機
能する。
においては、不純物層WL1〜WL3およびコンタクト領域CT
が形成されず、また、配線膜IL1に相当する配線膜IL4が
絶縁膜IF1上に形成されている。ただし、配線膜IL4は、
配線膜IL2の下方にまで及んで形成されており、Ｎ形不
純物層WL2に代わって寄生容量CXの一方電極としても機
能する。
【００４３】このように、配線膜IL4を配線膜IL2の下方
にまで及んで絶縁膜IF1上に形成すると、不純物層WL1〜
WL3およびコンタクト領域CTを形成する必要がなく工程
が少なくて済む。
にまで及んで絶縁膜IF1上に形成すると、不純物層WL1〜
WL3およびコンタクト領域CTを形成する必要がなく工程
が少なくて済む。
【００４４】また、実施の形態２，３のようにＮ形不純
物層WL2を寄生容量CXの一方電極とした場合には、半導
体基板SB内にリーク電流が生じてＮ形不純物層WL2の電
位が不安定になったり、Ｎ形不純物層WL2の抵抗値が高
いため出力信号Vfbの変動に伴って余分な電力消費が生
じる、ということが考えられる。
物層WL2を寄生容量CXの一方電極とした場合には、半導
体基板SB内にリーク電流が生じてＮ形不純物層WL2の電
位が不安定になったり、Ｎ形不純物層WL2の抵抗値が高
いため出力信号Vfbの変動に伴って余分な電力消費が生
じる、ということが考えられる。
【００４５】しかし、本実施の形態のように配線膜IL4
がＮ形不純物層WL2に代わって寄生容量CXの一方電極と
して機能すれば、半導体基板SBとは絶縁膜IF1を介して
いることから比較的リーク電流が流れにくく、また、配
線膜IL4としてＡｌ等の低抵抗材料を用いれば、出力信
号Vfbの変動に伴って余分な電力消費が生じにくい。
がＮ形不純物層WL2に代わって寄生容量CXの一方電極と
して機能すれば、半導体基板SBとは絶縁膜IF1を介して
いることから比較的リーク電流が流れにくく、また、配
線膜IL4としてＡｌ等の低抵抗材料を用いれば、出力信
号Vfbの変動に伴って余分な電力消費が生じにくい。
【００４６】その他の構成は実施の形態２にかかるマイ
クロフォン装置と同様のため、説明を省略する。
クロフォン装置と同様のため、説明を省略する。
【００４７】
【発明の効果】請求項１に記載の発明によれば、コンデ
ンサにより増幅器の出力から直流バイアス分が除去され
た交流信号がエレクトレットコンデンサの一方電極に伝
達されるので、エレクトレットコンデンサの一方電極お
よび他方電極の間に生じる電圧の振幅を増加させること
ができる。よって、マイクロフォン装置の感度の低下を
抑制することができる。また、コンデンサの容量値を調
節することで、エレクトレットコンデンサの他方電極に
おける電位やその変化する時間を調節することができ
る。
ンサにより増幅器の出力から直流バイアス分が除去され
た交流信号がエレクトレットコンデンサの一方電極に伝
達されるので、エレクトレットコンデンサの一方電極お
よび他方電極の間に生じる電圧の振幅を増加させること
ができる。よって、マイクロフォン装置の感度の低下を
抑制することができる。また、コンデンサの容量値を調
節することで、エレクトレットコンデンサの他方電極に
おける電位やその変化する時間を調節することができ
る。
【００４８】請求項２に記載の発明によれば、エレクト
レットコンデンサの他方電極に対向して絶縁層下に導電
層が設けられ、導電層に増幅器の出力が与えられるの
で、エレクトレットコンデンサの一方電極と導電層との
間に生じる寄生容量を請求項１にかかるマイクロフォン
装置におけるコンデンサとして、請求項１にかかるマイ
クロフォン装置を実現することができる。
レットコンデンサの他方電極に対向して絶縁層下に導電
層が設けられ、導電層に増幅器の出力が与えられるの
で、エレクトレットコンデンサの一方電極と導電層との
間に生じる寄生容量を請求項１にかかるマイクロフォン
装置におけるコンデンサとして、請求項１にかかるマイ
クロフォン装置を実現することができる。
【００４９】請求項３に記載の発明によれば、絶縁層下
の半導体基板表面に不純物層を形成して導電層とするの
で、イオン注入法等の半導体プロセスにより導電層の形
成を容易に行うことができる。
の半導体基板表面に不純物層を形成して導電層とするの
で、イオン注入法等の半導体プロセスにより導電層の形
成を容易に行うことができる。
【００５０】請求項４に記載の発明によれば、配線層が
絶縁層上に形成されるので、製造過程において配線層と
エレクトレットコンデンサの一方電極とを同じ工程で一
度に形成することができ、工程が少なくて済む。
絶縁層上に形成されるので、製造過程において配線層と
エレクトレットコンデンサの一方電極とを同じ工程で一
度に形成することができ、工程が少なくて済む。
【００５１】請求項５に記載の発明によれば、導電層が
第１絶縁膜上および第２絶縁膜下に形成されるので、請
求項３に記載のマイクロフォン装置のように半導体基板
表面に不純物層を形成する必要がなく工程が少なくて済
む。また、半導体基板とは第１絶縁膜を介していること
から比較的リーク電流が流れにくく、また、導電層とし
てＡｌ等の低抵抗材料を用いれば、増幅器の出力の変動
に伴って余分な電力消費が生じにくい。
第１絶縁膜上および第２絶縁膜下に形成されるので、請
求項３に記載のマイクロフォン装置のように半導体基板
表面に不純物層を形成する必要がなく工程が少なくて済
む。また、半導体基板とは第１絶縁膜を介していること
から比較的リーク電流が流れにくく、また、導電層とし
てＡｌ等の低抵抗材料を用いれば、増幅器の出力の変動
に伴って余分な電力消費が生じにくい。
【図１】 この発明の実施の形態１に係るマイクロフォ
ン装置を示す回路図である。
ン装置を示す回路図である。
【図２】 この発明の実施の形態２に係るマイクロフォ
ン装置を示す断面図である。
ン装置を示す断面図である。
【図３】 この発明の実施の形態３に係るマイクロフォ
ン装置を示す断面図である。
ン装置を示す断面図である。
【図４】 この発明の実施の形態４に係るマイクロフォ
ン装置を示す断面図である。
ン装置を示す断面図である。
【図５】 従来のマイクロフォン装置を示す回路図であ
る。
る。
【図６】 従来のマイクロフォン装置を示す断面図であ
る。
る。
EC エレクトレットコンデンサ、CG，CX 寄生容量、T
1，T2 トランジスタ、OP1，OP2 演算増幅器、EL エ
レクトレット膜、IL1，IL2 配線膜、IF1，IF2絶縁膜、
SB 半導体基板、WL1〜WL3 不純物層。
1，T2 トランジスタ、OP1，OP2 演算増幅器、EL エ
レクトレット膜、IL1，IL2 配線膜、IF1，IF2絶縁膜、
SB 半導体基板、WL1〜WL3 不純物層。
Claims (5)
- 【請求項１】 一方電極と他方電極とを有するエレクト
レットコンデンサと、 前記エレクトレットコンデンサの前記一方電極および他
方電極の間に生じる電圧を増幅して出力する増幅器と、 前記増幅器の出力が与えられた一方電極と前記エレクト
レットコンデンサの前記一方電極に接続された他方電極
とを有するコンデンサとを備えるマイクロフォン装置。 - 【請求項２】 固定電位が与えられる半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された絶縁層と、 前記絶縁層上に形成された一方電極と、前記固定電位が
与えられ、前記一方電極とは空間を隔てて設けられた振
動自在の他方電極とを有するエレクトレットコンデンサ
と、 前記エレクトレットコンデンサの前記一方電極および他
方電極の間に生じる電圧を増幅して出力する増幅器と、 前記エレクトレットコンデンサの前記一方電極に対向し
て前記絶縁層下に形成され、前記増幅器の出力が与えら
れる導電層とを備えるマイクロフォン装置。 - 【請求項３】 請求項２に記載のマイクロフォン装置で
あって、 前記導電層は前記絶縁層下の前記半導体基板表面に形成
された不純物層であるマイクロフォン装置。 - 【請求項４】 請求項３に記載のマイクロフォン装置で
あって、 前記絶縁層上に形成され、前記絶縁層を貫通して前記導
電層と接続された配線層をさらに備えるマイクロフォン
装置。 - 【請求項５】 請求項２に記載のマイクロフォン装置で
あって、 前記絶縁層は前記半導体基板上に形成された第１絶縁膜
および前記第１絶縁膜上に形成された第２絶縁膜を有
し、 前記導電層は、前記第１絶縁膜上および前記第２絶縁膜
下に形成された配線層であるマイクロフォン装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003067924A1 (fr) * | 2002-02-06 | 2003-08-14 | Hosiden Corporation | Microphone a condensateurs electret |
| WO2005086533A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | エレクトレットコンデンサーマイクロフォン |
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| WO2007026782A1 (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Yamaha Corporation | コンデンサマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
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| TWI339007B (en) * | 2006-11-21 | 2011-03-11 | Ind Tech Res Inst | Design method of low frequency analog circuit and low frequency analog circuit using the same |
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Family Cites Families (22)
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|---|---|---|---|---|
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| US4255716A (en) * | 1977-09-10 | 1981-03-10 | Tokyo Shibaura Denki Kabushiki Kaisha | Automatic gain control circuit |
| US4491972A (en) * | 1981-05-26 | 1985-01-01 | Motorola, Inc. | Radio transmitter modulation control circuitry |
| US4518829A (en) * | 1984-04-02 | 1985-05-21 | Gte Communications Systems Corporation | Two terminal microphone active load gain regulation circuit |
| DE3413145A1 (de) | 1984-04-07 | 1985-10-24 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Elektretmikrofon mit vorverstaerker |
| US4731849A (en) * | 1986-07-30 | 1988-03-15 | Bloomfield Iii John W | Electronic ausculscope |
| US4951174A (en) * | 1988-12-30 | 1990-08-21 | United Technologies Corporation | Capacitive pressure sensor with third encircling plate |
| US5490220A (en) * | 1992-03-18 | 1996-02-06 | Knowles Electronics, Inc. | Solid state condenser and microphone devices |
| DK170196B1 (da) | 1993-04-07 | 1995-06-06 | Brueel & Kjaer As | Fremgangsmåde og kobling til at reducere den harmoniske forvrængning af en kapacitiv transducer |
| JPH08307199A (ja) * | 1995-01-11 | 1996-11-22 | Yoshiro Tomikawa | 静電型変換手段の容量成分低減回路および静電型変換手段の駆動装置ならびに検出装置 |
| JPH09191103A (ja) | 1996-01-09 | 1997-07-22 | Nec Corp | 電流検出手段を有する半導体装置 |
| NL1002783C2 (nl) * | 1996-04-03 | 1997-10-06 | Microtronic Nederland Bv | Geïntegreerde microfoon/versterker-eenheid, en versterkermodule daarvoor. |
| TW387198B (en) | 1997-09-03 | 2000-04-11 | Hosiden Corp | Audio sensor and its manufacturing method, and semiconductor electret capacitance microphone using the same |
| DE19753279C2 (de) | 1997-12-01 | 2001-03-08 | Sgs Thomson Microelectronics | Elektrische Schaltung mit mindestens einem geschalteten Kondensator und Verfahren zum Betreiben dieser Schaltung |
| JP4227679B2 (ja) * | 1998-05-07 | 2009-02-18 | 株式会社オーディオテクニカ | インピーダンス変換器 |
| US6580797B1 (en) * | 1998-07-15 | 2003-06-17 | Vxi Corporation | Amplifier circuit for electret microphone with enhanced performance |
| US6681020B1 (en) * | 1999-04-09 | 2004-01-20 | Vxi Corporation | Microphone circuit with mute and keep alive function |
| DE60011349T2 (de) * | 1999-07-08 | 2005-06-16 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma | Kondensator-mikrofongerät und Verbindungsvorrichtung |
| JP4129108B2 (ja) * | 2000-02-25 | 2008-08-06 | 三菱電機株式会社 | マイクロフォン用フィルタおよびマイクロフォン装置 |
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003067924A1 (fr) * | 2002-02-06 | 2003-08-14 | Hosiden Corporation | Microphone a condensateurs electret |
| US7292696B2 (en) | 2002-02-06 | 2007-11-06 | Hosiden Corporation | Electret capacitor microphone |
| US7620192B2 (en) | 2003-11-20 | 2009-11-17 | Panasonic Corporation | Electret covered with an insulated film and an electret condenser having the electret |
| WO2005086534A1 (ja) * | 2004-03-03 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | エレクトレットコンデンサーマイクロフォンユニット |
| WO2005086533A1 (ja) * | 2004-03-05 | 2005-09-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | エレクトレットコンデンサーマイクロフォン |
| US7853027B2 (en) | 2004-03-05 | 2010-12-14 | Panasonic Corporation | Electret condenser |
| US8320589B2 (en) | 2004-03-05 | 2012-11-27 | Panasonic Corporation | Electret condenser |
| WO2007026782A1 (ja) * | 2005-08-30 | 2007-03-08 | Yamaha Corporation | コンデンサマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの製造方法 |
| JP2007201877A (ja) * | 2006-01-27 | 2007-08-09 | Yamaha Corp | コンデンサマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの製造方法 |
| JP4587126B2 (ja) * | 2006-01-27 | 2010-11-24 | ヤマハ株式会社 | コンデンサマイクロホン及びコンデンサマイクロホンの製造方法 |
| JP2007281951A (ja) * | 2006-04-07 | 2007-10-25 | Toshiba Corp | インピーダンス変換回路及び電子機器 |
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