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PUBBLICITÀ Analisi tecnica dei microfoni MEMS Microfoni MEMS capacitivi La maggior parte dei microfoni al silicio presentati in let- teratura si basano sul principio capacitivo a causa dell’e- levata sensibilità, della risposta in frequenza piatta e del basso livello di rumore. I microfoni capacitivi possono essere suddivisi in microfoni a elettrete, microfoni a con- densatore e microfoni a condensatore con transistor ad ef- fetto di campo (FET) integrati. Nei microfoni ad elettrete, l’elettrete è caricato internamente, mentre nei microfoni a condensatore viene applicata una tensione esterna di po- larizzazione. I microfoni MEMS capacitivi sono sensori di movimento composti da due piastre parallele separate da un traferro e funzionano secondo il principio di un sistema massa-mol- la in cui la membrana mobile agisce come una molla, come mostrato nella figura 2, in cui lo spostamento della mem- brana varia la capacità nominale tra la piastra posteriore (piastra fissa) e la membrana. La tensione di polarizzazione viene applicata alla mem- brana per azionare il microfono MEMS capacitivo. La forza elettrostatica aumenta con l’aumento della tensione di po- larizzazione applicata. Un fenomeno di “attrazione” si ve- rifica quando la forza elettrostatica diventa maggiore della forzameccanica, per cui lamembrana collassa sulla piastra TECH FOCUS MEMS fissa. L’entità della tensione di polarizzazione può essere scelta in base alla tensione di “attrazione”. La tensione di attrazione varia con le variazioni del gap di rilevamento. Aumentando la tensione di polarizzazione e lo spostamen- to e diminuendo lo spazio tra le due piastre, è possibile au- mentare la sensibilità del microfono. Generalmente, una membrana di silicio si muove quan- do un’onda sonora incidente raggiunge una membrana attraverso una porta (un’apertura) sul lato posteriore del contenitore e attraverso un elettrodo a piastra posteriore rigida perforata. Ciò porta ad un cambiamento di capacità tra la membrana e la piastra posteriore. Il package di un microfono è costituito da un sensore MEMS e un circuito integrato. Lo spazio tra il lato posteriore dellamembrana (camera po- steriore) e il resto del package svolge un ruolo fondamen- tale nei microfoni MEMS. Ridurre il package riducendo il volume della camera posteriore equivale ad una perdita di sensibilità, anche se di frazioni di dB. Una migliore presta- zione acustica può essere ottenuta ingrandendo la camera posteriore. Microfoni MEMS a elettrete La stabilità, la ripetibilità e le prestazioni dei microfoni a elettrete non sono buone a causa della forte dipendenza