專利名稱：用于濾波和混合的mems諧振器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微機(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。具體地，本發(fā)明涉及MEMS諧振器器件，所述器件 可用于對(duì)多個(gè)信號(hào)執(zhí)行濾波和混合操作。
背景技術(shù)：
MEMS諧振器器件典型地包括諧振器以及同時(shí)用于激勵(lì)諧振器振動(dòng)和檢測(cè)結(jié)果位 移的裝置。所述諧振器本身通常是懸置于襯底上的半導(dǎo)體薄盤或板。當(dāng)受到激勵(lì)力激勵(lì)時(shí)， 所述諧振器的機(jī)械性能趨于以多個(gè)諧振模式之一的方式振動(dòng)。在大多數(shù)MEMS諧振器的應(yīng)用中都有轉(zhuǎn)換器，所述轉(zhuǎn)換器將電能轉(zhuǎn)換為諧振器的 機(jī)械(聲)振動(dòng)，再轉(zhuǎn)換回被檢測(cè)的電能。靜電(電容)激勵(lì)電極常常用作輸入轉(zhuǎn)換器。對(duì) 于靜電電極，電極上的電荷在緊密排列的諧振器上施加靜電力。輸出轉(zhuǎn)換器或者檢測(cè)電極也可以是靜電的。此時(shí)，諧振器的運(yùn)動(dòng)(響應(yīng)于激勵(lì)信 號(hào))造成輸出電極和諧振器之間的間隙尺寸的變化。這進(jìn)而改變了諧振器一電極系統(tǒng)的電 容，在被檢測(cè)的輸出信號(hào)中產(chǎn)生了可測(cè)量的變化。現(xiàn)有MEMS諧振器的尺寸足夠小，使得利用這一技術(shù)的射頻(RF)諧振器成為可能。 這為MEMS技術(shù)提供了用于下一代無(wú)線通信器件的令人激動(dòng)的前景。在傳統(tǒng)的靜電MEMS諧振器中，除了電輸入激勵(lì)信號(hào)外通常施加直流(DC)偏置電 壓，以產(chǎn)生具有與電輸入頻率相同頻率《a。t的靜電力Felst
權(quán)利要求
1.一種操作微機(jī)電系統(tǒng)對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波和混合的方法，該微機(jī)電系統(tǒng)包括諧振器 (10、110)、激勵(lì)電極(20,120)以及第一檢測(cè)電極(30、130)，所述方法包括將第一交流電壓信號(hào)施加于激勵(lì)電極(20、120)，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧振器 機(jī)械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵(lì)力，以及其中產(chǎn)生諧振器位移，所述位移由機(jī)械頻率響應(yīng) 濾波并且改變第一檢測(cè)電極(30、130)電特性的數(shù)值；將第二交流電壓信號(hào)施加于第一檢測(cè)電極(30、130)，其中第二電壓信號(hào)與所述變化值 混合以產(chǎn)生第一交流電流信號(hào)；以及檢測(cè)第一檢測(cè)電極(30、130)處的第一交流電流信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括將第三交流電壓信號(hào)施加于激勵(lì)電極00、 120)，其中第一電壓信號(hào)與第三電壓信號(hào)混合以產(chǎn)生激勵(lì)力。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述器件還包括第二檢測(cè)電極，所述方法還包括將第四電壓信號(hào)施加于第二檢測(cè)電極；以及檢測(cè)第二檢測(cè)電極處的第二交流電流信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中第四電壓信號(hào)是交流電壓信號(hào)，其中將第四電壓 信號(hào)與第二電極的電特性的變化值混合以產(chǎn)生第二交流電流信號(hào)。
5.一種適用于對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波和混合的微機(jī)電系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括諧振器(IOUlO)；激勵(lì)電極(20、120)，其上施加有第一交流電壓信號(hào)，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧 振器機(jī)械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵(lì)力，以及其中產(chǎn)生由機(jī)械頻率響應(yīng)濾波的諧振器位 移；第一檢測(cè)電極(30、130)，具有通過諧振器位移改變其數(shù)值的電特性，在所述第一檢測(cè) 電極上施加第二交流電壓信號(hào)，其中第二電壓信號(hào)與變化值混合以產(chǎn)生第一交流電流；以 及第一電流檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)第一檢測(cè)電極(30、130)處的第一交流電流信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其中將第三交流電壓信號(hào)施加于激勵(lì)電極00、120)， 其中第一電壓信號(hào)與第三電壓信號(hào)混合以產(chǎn)生激勵(lì)力。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，還包括第二檢測(cè)電極。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中將第四電壓信號(hào)施加于第二檢測(cè)電極，以及所述 系統(tǒng)還包括第二電流檢測(cè)裝置，用于檢測(cè)第二檢測(cè)電極處的第二交流電流信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中第四電壓信號(hào)是交流電壓信號(hào)，其中第四電壓信 號(hào)與第二電極電特性的變化值混合以產(chǎn)生第二交流電流信號(hào)。
10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中激勵(lì)電極O0、120)是靜電激勵(lì)器 或者電致伸縮激勵(lì)器之一。
11.根據(jù)權(quán)利要求5至10中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中第一檢測(cè)電極是以下檢測(cè)器中 的一種壓阻檢測(cè)器，其中所述電特性是電阻(30)；靜電檢測(cè)器，其中所述電特性是電容 (130)；或者電致伸縮檢測(cè)器，其中所述電特性是電容。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中激勵(lì)電極O0、120)和第一檢測(cè)電極(130) 中至少一個(gè)是梳齒-驅(qū)動(dòng)靜電電極。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中第一和第二檢測(cè)電極中的一個(gè)檢測(cè)電極是壓阻 檢測(cè)器，另一個(gè)檢測(cè)電極則是靜電檢測(cè)器或者電致伸縮檢測(cè)器。
14.根據(jù)權(quán)利要求5至13中任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中諧振器適用于以擴(kuò)張模式諧振。
全文摘要
一種操作微機(jī)電系統(tǒng)對(duì)多個(gè)信號(hào)進(jìn)行濾波和混合的方法，所述機(jī)電系統(tǒng)包括諧振器、激勵(lì)電極以及第一檢測(cè)電極。所述方法包括將第一交流電壓信號(hào)施加于激勵(lì)電極，其中產(chǎn)生頻率帶寬大于且包括諧振器機(jī)械頻率響應(yīng)的諧振帶寬的激勵(lì)力，以及其中產(chǎn)生諧振器位移，所述位移由機(jī)械頻率響應(yīng)濾波并且改變第一檢測(cè)電極電特性的數(shù)值。所述方法還包括將第二交流電壓信號(hào)施加于第一檢測(cè)電極，其中第二第一信號(hào)與變化值混合以產(chǎn)生第一交流電流信號(hào)。檢測(cè)第一檢測(cè)電極處的第一交流電流信號(hào)。
文檔編號(hào)H03D7/00GK102067442SQ200980122614
公開日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月18日
發(fā)明者克勞斯·雷曼, 皮特·杰拉德·斯普內(nèi)肯, 約瑟夫·T·M·范貝克 申請(qǐng)人:Nxp股份有限公司