میکروفن خازنی با اندازه کوچک و حساسیت بالا با به کار گیری دیافراگم دایروی با مرکز ثابت

Abstract

در این مقاله، یک میکروفن خازنیMEMS جدید تک تراشه بر روی ویفر سیلیکونی با کمینه کردن اندازه و کاهش استحکام مکانیکی با استفاده از دیافراگم دایروی با مرکز ثابت پیشنهاد شده است. در میکروفن پیشنهادی دیافراگم شامل تعدادی حفره می‌باشد که موجب عبور هوا در شکاف مابین صفحه پشتی و دیافراگم می‌شود و به این ترتیب میرائی مربوط به صدا را در میکروفن کاهش می‌دهد. ‌تازگی این روش، ایجاد میکروفن دایروی با مرکز ثابت می‌باشد که قطر دیافراگم کمتر از میکروفن خازنی مرسوم به دست می‌آید. ابتدا تحلیل مکانیکی روی دیافراگم میکروفن انجام می‌گیرد تا ولتاژ کششی به دست آید. ولتاژ کششی میکروفن دایروی پیشنهادی 14 ولت می‌باشد<strong>.</strong> با توجه به ولتاژ کششی بدست آمده٬ ولتاژ بایاس به میکروفن اعمال شده و پارامترهای مختلف مانند ظرفیت خازنی و حساسیت اندازه‌گیری شد. با توجه به نتایج شبیه‌سازی کامسول (COMSOL)، میکروفن پیشنهادی با دیافراگم به قطر 400 میکرومتر و ضخامت 5/1 میکرومتر، حساسیت‌ 23- دسی‌بل را نشان داد. در مقایسه با کارهای قبلی، میکروفن پیشنهادی با ولتاژ تغذیه کمتر عملکرد فرکانسی بهتر و حساسیت بیشتری را برای سنس نمودن صدا عرضه می‌کند