用於濾波和混合的mems諧振器的製作方法

2023-06-08 06:42:36 1

專利名稱：用於濾波和混合的mems諧振器的製作方法
技術領域：
本發明涉及微機電系統(MEMS)。具體地，本發明涉及MEMS諧振器器件，所述器件 可用於對多個信號執行濾波和混合操作。
背景技術：
MEMS諧振器器件典型地包括諧振器以及同時用於激勵諧振器振動和檢測結果位 移的裝置。所述諧振器本身通常是懸置於襯底上的半導體薄盤或板。當受到激勵力激勵時， 所述諧振器的機械性能趨於以多個諧振模式之一的方式振動。在大多數MEMS諧振器的應用中都有轉換器，所述轉換器將電能轉換為諧振器的 機械(聲)振動，再轉換回被檢測的電能。靜電(電容)激勵電極常常用作輸入轉換器。對 於靜電電極，電極上的電荷在緊密排列的諧振器上施加靜電力。輸出轉換器或者檢測電極也可以是靜電的。此時，諧振器的運動(響應於激勵信 號)造成輸出電極和諧振器之間的間隙尺寸的變化。這進而改變了諧振器一電極系統的電 容，在被檢測的輸出信號中產生了可測量的變化。現有MEMS諧振器的尺寸足夠小，使得利用這一技術的射頻(RF)諧振器成為可能。 這為MEMS技術提供了用於下一代無線通信器件的令人激動的前景。在傳統的靜電MEMS諧振器中，除了電輸入激勵信號外通常施加直流(DC)偏置電 壓，以產生具有與電輸入頻率相同頻率《a。t的靜電力Felst
權利要求
1.一種操作微機電系統對多個信號進行濾波和混合的方法，該微機電系統包括諧振器 (10、110)、激勵電極(20,120)以及第一檢測電極(30、130)，所述方法包括將第一交流電壓信號施加於激勵電極(20、120)，其中產生頻率帶寬大於且包括諧振器 機械頻率響應的諧振帶寬的激勵力，以及其中產生諧振器位移，所述位移由機械頻率響應 濾波並且改變第一檢測電極(30、130)電特性的數值；將第二交流電壓信號施加於第一檢測電極(30、130)，其中第二電壓信號與所述變化值 混合以產生第一交流電流信號；以及檢測第一檢測電極(30、130)處的第一交流電流信號。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括將第三交流電壓信號施加於激勵電極00、 120)，其中第一電壓信號與第三電壓信號混合以產生激勵力。
3.根據權利要求1所述的方法，其中所述器件還包括第二檢測電極，所述方法還包括將第四電壓信號施加於第二檢測電極；以及檢測第二檢測電極處的第二交流電流信號。
4.根據權利要求3所述的方法，其中第四電壓信號是交流電壓信號，其中將第四電壓 信號與第二電極的電特性的變化值混合以產生第二交流電流信號。
5.一種適用於對多個信號進行濾波和混合的微機電系統，所述系統包括諧振器(IOUlO)；激勵電極(20、120)，其上施加有第一交流電壓信號，其中產生頻率帶寬大於且包括諧 振器機械頻率響應的諧振帶寬的激勵力，以及其中產生由機械頻率響應濾波的諧振器位 移；第一檢測電極(30、130)，具有通過諧振器位移改變其數值的電特性，在所述第一檢測 電極上施加第二交流電壓信號，其中第二電壓信號與變化值混合以產生第一交流電流；以 及第一電流檢測裝置，用於檢測第一檢測電極(30、130)處的第一交流電流信號。
6.根據權利要求5所述的系統，其中將第三交流電壓信號施加於激勵電極00、120)， 其中第一電壓信號與第三電壓信號混合以產生激勵力。
7.根據權利要求5所述的系統，還包括第二檢測電極。
8.根據權利要求7所述的系統，其中將第四電壓信號施加於第二檢測電極，以及所述 系統還包括第二電流檢測裝置，用於檢測第二檢測電極處的第二交流電流信號。
9.根據權利要求8所述的系統，其中第四電壓信號是交流電壓信號，其中第四電壓信 號與第二電極電特性的變化值混合以產生第二交流電流信號。
10.根據權利要求5至9中任一項所述的系統，其中激勵電極O0、120)是靜電激勵器 或者電致伸縮激勵器之一。
11.根據權利要求5至10中任一項所述的系統，其中第一檢測電極是以下檢測器中 的一種壓阻檢測器，其中所述電特性是電阻(30)；靜電檢測器，其中所述電特性是電容 (130)；或者電致伸縮檢測器，其中所述電特性是電容。
12.根據權利要求10或11所述的系統，其中激勵電極O0、120)和第一檢測電極(130) 中至少一個是梳齒-驅動靜電電極。
13.根據權利要求11所述的系統，其中第一和第二檢測電極中的一個檢測電極是壓阻 檢測器，另一個檢測電極則是靜電檢測器或者電致伸縮檢測器。
14.根據權利要求5至13中任一項所述的系統，其中諧振器適用於以擴張模式諧振。
全文摘要
一種操作微機電系統對多個信號進行濾波和混合的方法，所述機電系統包括諧振器、激勵電極以及第一檢測電極。所述方法包括將第一交流電壓信號施加於激勵電極，其中產生頻率帶寬大於且包括諧振器機械頻率響應的諧振帶寬的激勵力，以及其中產生諧振器位移，所述位移由機械頻率響應濾波並且改變第一檢測電極電特性的數值。所述方法還包括將第二交流電壓信號施加於第一檢測電極，其中第二第一信號與變化值混合以產生第一交流電流信號。檢測第一檢測電極處的第一交流電流信號。
文檔編號H03D7/00GK102067442SQ200980122614
公開日2011年5月18日 申請日期2009年6月18日 優先權日2008年6月18日
發明者克勞斯·雷曼, 皮特·傑拉德·斯普內肯, 約瑟夫·T·M·范貝克 申請人:Nxp股份有限公司