[发明专利]麦克风组件、半导体管芯和降低麦克风的噪声的方法

说明书

一种麦克风组件包括：壳体，该壳体包括基座、盖和声端口；MEMS换能器元件，该MEMS换能器元件设置在壳体中，换能器元件被配置成在换能器输出端将声音转换成麦克风信号电压；以及处理电路。处理电路包括：跨导放大器，该跨导放大器包括连接至换能器输出端以接收麦克风信号电压的输入节点，跨导放大器被配置成根据该跨导放大器的预定跨导来生成表示麦克风信号电压的放大的电流信号；以及模数转换器，该模数转换器包括被连接以接收放大的电流信号的输入节点，所述模数转换器被配置成对放大的电流信号进行采样和量化，以生成对应数字麦克风信号。

相关专利申请的交叉引用

本申请要求于2018年6月19日提交的美国临时专利申请No.62/687,198的权益和优先权，所述美国临时专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。

技术领域

本申请涉及一种麦克风组件、一种半导体管芯和一种降低麦克风的信号放大路径的噪声的方法。

背景技术

某些通常是便携式的通信和计算设备(诸如，智能电话、智能扬声器、IoT(物联网)设备、移动电话、平板电脑等)是通常由可再充电电池源供电的紧凑型设备。紧凑的尺寸和电池源严重限制了在这种便携式通信设备中使用的麦克风和麦克风放大电路的最大可接受尺寸和/或功耗。

许多这样的设备至少在一定程度上包括各种降噪措施。另外，使用麦克风和麦克风放大电路的这种紧凑型设备具有相对有限的过载余量(margin)，这可能导致失真的或‘削波的’放大的麦克风信号，特别是对于使用基于电压的放大器等的这种设备。

然而，仍然需要进一步降低噪声，从而改善麦克风组件的声音质量和鲁棒性；特别是在不降低功耗的情况下。另外，仍然需要在发生过载或失真之前增大余量。过载和失真问题通常是由有源放大元件(如信号处理电路的晶体管)的饱和引起的。

发明内容

本申请提供一种麦克风组件，所述麦克风组件包括：壳体，所述壳体包括基座、盖和声端口；MEMS换能器元件，所述MEMS换能器元件设置在所述壳体中，所述换能器元件被配置成在换能器输出端处将声音转换成麦克风信号电压；以及处理电路，所述处理电路包括：跨导放大器，所述跨导放大器包括连接至所述换能器输出端以接收所述麦克风信号电压的输入节点，所述跨导放大器被配置成根据所述跨导放大器的预定跨导来生成表示所述麦克风信号电压的放大的电流信号；以及模数转换器，所述模数转换器包括被连接以接收所述放大的电流信号的输入节点，所述模数转换器被配置成对所述放大的电流信号进行采样和量化，以生成对应数字麦克风信号，其中，所述模数转换器在1kHz下的有效输入阻抗小于1kΩ。

本申请提供一种麦克风组件，所述麦克风组件包括：壳体，所述壳体包括基座、盖和声端口；MEMS换能器元件，所述MEMS换能器元件设置在所述壳体中，所述换能器元件被配置成在换能器输出端处将声音转换成麦克风信号电压；以及处理电路，所述处理电路包括：跨导放大器，所述跨导放大器包括连接至所述换能器输出端以接收所述麦克风信号电压的输入节点，所述跨导放大器被配置成根据所述跨导放大器的预定跨导来生成表示所述麦克风信号电压的放大的电流信号；以及模数转换器，所述模数转换器包括被连接以接收所述放大的电流信号的输入节点，所述模数转换器被配置成对所述放大的电流信号进行采样和量化，以生成对应数字麦克风信号；其中，所述跨导放大器的负载电阻或所述跨导放大器在1kHz下的等效阻抗大于1MΩ。

本申请提供一种麦克风组件，所述麦克风组件包括：壳体，所述壳体包括基座、盖和声端口；MEMS换能器元件，所述MEMS换能器元件设置在所述壳体中，所述换能器元件被配置成在换能器输出端处将声音转换成麦克风信号电压；以及处理电路，所述处理电路包括：跨导放大器，所述跨导放大器包括连接至所述换能器输出端以接收所述麦克风信号电压的输入节点，所述跨导放大器被配置成根据所述跨导放大器的预定跨导来生成表示所述麦克风信号电压的放大的电流信号；以及模数转换器，所述模数转换器包括被连接以接收所述放大的电流信号的输入节点，所述模数转换器被配置成对所述放大的电流信号进行采样和量化，以生成对应数字麦克风信号；其中，所述预定跨导大于