使用 55 纳米 CMOS 技术的低噪声 MEMS 麦克风接口

在便携式智能设备领域，对高质量音频采集的需求从未像现在这样强烈。微型机电系统（MEMS）麦克风具有体积小、功耗低的特点，已成为这一发展的基石。然而，要在设备中集成多个 MEMS 麦克风，就必须缩小麦克风封装，其中包括传感器和读出电子元件。在不影响性能的前提下实现这种微型化是一项重大挑战。

55 纳米 CMOS 技术的创新电路解决方案

最近的进展是探索使用 55nm CMOS 技术来设计低噪声 MEMS 麦克风接口。这一技术节点在缩小面积和降低生产成本之间取得了平衡。目前出现了两种著名的电路拓扑结构：

• 超级源追踪器（SSF）： SSF 是基本源极跟随器拓扑结构的演进，采用 PMOS 或 NMOS 输入器件。这种设计为电容式麦克风实现了恒定电荷读出方法，有效降低了闪烁噪声，这种噪声在音频系统等低频应用中尤为有害。谷歌专利
• 差分放大器（DDA）： 这种拓扑结构为麦克风系统带来了复杂性和优雅性。它实现了低电流消耗，并提供了多功能增益可编程性。不过，还需要进一步优化，以提高线性度和噪声性能，超越现有产品。

SSF 和 DDA 拓扑在面积和功耗方面都表现出相当大的优势，使其成为现有解决方案的竞争性替代方案，即使在使用 55 纳米等深亚微米技术节点时也是如此。

性能基准

设计音频电路的主要挑战包括实现高线性度，在振幅值超过 130 dB SPL 时，总谐波失真（THD）达到 10%（声学过载点，AOP），并将音频频率范围（20 Hz 至 20 kHz）内的输出综合噪声水平保持在 -108 dBV(A) 以下。硅测试芯片测量结果表明，拟议的电路基本满足这些规格要求，验证了 55 纳米 CMOS 技术中 SSF 和 DDA 设计的有效性。

公司的创新承诺

无锡硅源科技有限公司（SISTC）致力于推动 MEMS 麦克风技术的发展。我们擅长将先进的电路设计集成到紧凑的封装中，确保我们的产品能够满足消费电子市场不断发展的需求。通过采用 55nm CMOS 等尖端技术，我们致力于提供音质卓越、功耗低、占用空间小的麦克风。

更多阅读

如需了解有关此主题的更多详细信息，请参考以下资源：

• 采用 55 纳米 CMOS 技术的低噪声 MEMS 麦克风接口
• 用于 MEMS 麦克风的 55 纳米低噪声超级源随器前置放大器
• 基于全差分放大器的麦克风接口电路