专利名称：用于滤波和混合的mems谐振器的制作方法
技术领域：
本发明涉及微机电系统(MEMS)。具体地，本发明涉及MEMS谐振器器件，所述器件 可用于对多个信号执行滤波和混合操作。
背景技术：
MEMS谐振器器件典型地包括谐振器以及同时用于激励谐振器振动和检测结果位 移的装置。所述谐振器本身通常是悬置于衬底上的半导体薄盘或板。当受到激励力激励时， 所述谐振器的机械性能趋于以多个谐振模式之一的方式振动。在大多数MEMS谐振器的应用中都有转换器，所述转换器将电能转换为谐振器的 机械(声)振动，再转换回被检测的电能。静电(电容)激励电极常常用作输入转换器。对 于静电电极，电极上的电荷在紧密排列的谐振器上施加静电力。输出转换器或者检测电极也可以是静电的。此时，谐振器的运动(响应于激励信 号)造成输出电极和谐振器之间的间隙尺寸的变化。这进而改变了谐振器一电极系统的电 容，在被检测的输出信号中产生了可测量的变化。现有MEMS谐振器的尺寸足够小，使得利用这一技术的射频(RF)谐振器成为可能。 这为MEMS技术提供了用于下一代无线通信器件的令人激动的前景。在传统的静电MEMS谐振器中，除了电输入激励信号外通常施加直流(DC)偏置电 压，以产生具有与电输入频率相同频率《a。t的静电力Felst
权利要求
1.一种操作微机电系统对多个信号进行滤波和混合的方法，该微机电系统包括谐振器 (10、110)、激励电极(20,120)以及第一检测电极(30、130)，所述方法包括将第一交流电压信号施加于激励电极(20、120)，其中产生频率带宽大于且包括谐振器 机械频率响应的谐振带宽的激励力，以及其中产生谐振器位移，所述位移由机械频率响应 滤波并且改变第一检测电极(30、130)电特性的数值；将第二交流电压信号施加于第一检测电极(30、130)，其中第二电压信号与所述变化值 混合以产生第一交流电流信号；以及检测第一检测电极(30、130)处的第一交流电流信号。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括将第三交流电压信号施加于激励电极00、 120)，其中第一电压信号与第三电压信号混合以产生激励力。
3.根据权利要求1所述的方法，其中所述器件还包括第二检测电极，所述方法还包括将第四电压信号施加于第二检测电极；以及检测第二检测电极处的第二交流电流信号。
4.根据权利要求3所述的方法，其中第四电压信号是交流电压信号，其中将第四电压 信号与第二电极的电特性的变化值混合以产生第二交流电流信号。
5.一种适用于对多个信号进行滤波和混合的微机电系统，所述系统包括谐振器(IOUlO)；激励电极(20、120)，其上施加有第一交流电压信号，其中产生频率带宽大于且包括谐 振器机械频率响应的谐振带宽的激励力，以及其中产生由机械频率响应滤波的谐振器位 移；第一检测电极(30、130)，具有通过谐振器位移改变其数值的电特性，在所述第一检测 电极上施加第二交流电压信号，其中第二电压信号与变化值混合以产生第一交流电流；以 及第一电流检测装置，用于检测第一检测电极(30、130)处的第一交流电流信号。
6.根据权利要求5所述的系统，其中将第三交流电压信号施加于激励电极00、120)， 其中第一电压信号与第三电压信号混合以产生激励力。
7.根据权利要求5所述的系统，还包括第二检测电极。
8.根据权利要求7所述的系统，其中将第四电压信号施加于第二检测电极，以及所述 系统还包括第二电流检测装置，用于检测第二检测电极处的第二交流电流信号。
9.根据权利要求8所述的系统，其中第四电压信号是交流电压信号，其中第四电压信 号与第二电极电特性的变化值混合以产生第二交流电流信号。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的系统，其中激励电极O0、120)是静电激励器 或者电致伸缩激励器之一。
11.根据权利要求5至10中任一项所述的系统，其中第一检测电极是以下检测器中 的一种压阻检测器，其中所述电特性是电阻(30)；静电检测器，其中所述电特性是电容 (130)；或者电致伸缩检测器，其中所述电特性是电容。
12.根据权利要求10或11所述的系统，其中激励电极O0、120)和第一检测电极(130) 中至少一个是梳齿-驱动静电电极。
13.根据权利要求11所述的系统，其中第一和第二检测电极中的一个检测电极是压阻 检测器，另一个检测电极则是静电检测器或者电致伸缩检测器。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的系统，其中谐振器适用于以扩张模式谐振。
全文摘要
一种操作微机电系统对多个信号进行滤波和混合的方法，所述机电系统包括谐振器、激励电极以及第一检测电极。所述方法包括将第一交流电压信号施加于激励电极，其中产生频率带宽大于且包括谐振器机械频率响应的谐振带宽的激励力，以及其中产生谐振器位移，所述位移由机械频率响应滤波并且改变第一检测电极电特性的数值。所述方法还包括将第二交流电压信号施加于第一检测电极，其中第二第一信号与变化值混合以产生第一交流电流信号。检测第一检测电极处的第一交流电流信号。
文档编号H03D7/00GK102067442SQ200980122614
公开日2011年5月18日 申请日期2009年6月18日 优先权日2008年6月18日
发明者克劳斯·雷曼, 皮特·杰拉德·斯普内肯, 约瑟夫·T·M·范贝克 申请人:Nxp股份有限公司