用于mems读出电路的电荷控制钳位器
技术领域
1.本发明总体上涉及一种用于微机电系统(mems)电路的电荷控制钳位器，并且在特定实施例中涉及一种对应的方法。
背景技术：
2.电容式mems设备(即，电容式mems麦克风)读出放大器的dc操作点在过载情况之后发生偏移。由于输入偏置通常具有非常低的滚降频率(roll-off frequency)(对于声学应用，在几赫兹或几十赫兹的范围内)，受干扰的dc操作点可能需要长达几秒钟才能恢复。在稳定时间期间，系统性能会受到严重影响，包括灵敏度受损、噪声增加以及失真增加。
技术实现要素：
3.根据本发明的实施例，一种设备包括：读出电路，被耦合在输入节点与输出节点之间；微机电系统(mems)设备，被耦合到输入节点；以及第一电荷控制钳位电路，被耦合在输入节点与第一偏置节点之间。
4.根据本发明的另一实施例，一种钳位电路包括：第一电荷控制钳位器，被耦合在输入节点与第一偏置节点之间，第一电荷控制钳位器被配置为在第一电压钳位模式期间存储与输入节点相关联的第一电荷，并且在第一电压钳位模式之后将第一电荷返回到输入节点；以及第二电荷控制钳位器，被耦合在输入节点与第二偏置节点之间，第二电荷控制钳位器被配置为在第二电压钳位模式期间存储与输入节点相关联的第二电荷，并且在第二电压钳位模式之后将第二电荷返回到输入节点。
5.根据本发明的另一实施例，一种操作微机电系统(mems)设备的方法包括：在第一过载操作模式期间将mems设备的节点钳位到第一电压；在第一过载操作模式期间存储与mems设备的节点相关联的第一电荷；以及在第一过载操作模式之后将第一电荷返回到mems设备的节点。
6.根据本发明的另一实施例，一种电路包括：第一电容器；第一晶体管，具有耦合在第一电容器与钳位节点之间的负载路径；以及第一放大器，具有被耦合到钳位节点的负输入、被耦合到第一钳位电压参考节点的正输入以及被耦合到第一晶体管的控制节点的输出。
附图说明
7.为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：
8.图1是示例性电容式mems读出前端的电路图；
9.图2a是根据实施例的用于mems读出前端的电荷控制钳位电路的电路图；
10.图2b是比较图1的电路和图2a的电路的响应的时序图；
11.图3是电荷控制钳位器的实施例的电路图；
12.图4是包括单个晶体管调节开关的电荷控制钳位器的实施例的电路图；
13.图5是包括第一晶体管调节开关和第二晶体管调节开关的电荷控制钳位器的实施例的电路图；
14.图6是包括第一调节开关和第二调节开关以及用于控制第二调节开关的操作的施密特触发器电路的电荷控制钳位器的实施例的电路图；
15.图7是与图6的电荷控制钳位器相关的时序图；以及
16.图8是包括第一晶体管和第二晶体管的电荷控制钳位器的电路图。
具体实施方式
17.本发明的实施例涉及用于在过载情况结束之后快速恢复电容性mems设备的dc操作点的电路和方法。在实施例中，dc操作点在ac或dc过载情况结束之后基本上立即恢复。因此，通过最小化稳定时间、提高灵敏度、降低噪声和降低失真来改善系统性能。在本发明的一个实施例中，一种操作mems设备的方法包括：在第一过载操作模式期间将mems设备的节点钳位到第一电压；在第一过载操作模式期间存储与mems设备的节点相关联的第一电荷；并且在第一过载操作模式之后将第一电荷返回到mems设备的节点。在其他实施例中，用于在过载情况之后恢复电容性mems设备的dc操作点的电路包括一个或多个电荷控制钳位电路、以及相关电路，并且在下面详细描述。
18.图1示出了示例性mems读出电路100的组件，包括被耦合在指定为“vbias_mems”的偏置节点110与电路节点112之间的电容性mems设备102、被耦合到电路节点112的静电放电(esd)保护电路104、被耦合在被指定为“vbias_asic”的偏置节点114与电路节点112之间的高值偏置电阻器(rbias)106、以及具有被耦合到电路节点112的输入的读出放大器(amp)108。
19.偏置电阻器106和esd保护电路104可以使用能够以不同实现方式实现的一个或多个二极管或二极管连接的晶体管来实现。此外，至少偏置电阻器106可以使用由高电阻率材料制造的实际电阻器来实现。在高信号电平或过载情况下，偏置电阻器106可能开始漏电，并且因此mems设备102的电容器将失去电荷。对于极高信号过载情况，esd保护电路104中的钳位电路也可能导致额外的电荷损失。这种额外的电荷损失可能很大，这会在电路节点112上引起dc偏移，并且需要很长的稳定时间来恢复。
20.过载情况的高信号电平将导致对应高电平ac或dc电压出现在电容性mems设备102的输出处(没有钳位)。该高电平ac或dc电压将对耦合到电路节点112的mems设备102的电容器充电。如果高电平ac或dc电压被钳位，则与峰值高电平电压与钳位电压之间的电压差相关联的电荷将损失到接地或损失到与钳位电路装置相关联的偏置电压。损失的电荷将对应地在电路节点112上引起dc电压偏移，这在图2b中的波形904中发生在20ms处最佳地看到。如图2b所示，电路节点112上的dc偏移可以持续很长时间，但在50ms时仍未解决。一旦电容性mems设备102内部的电容被重新充电以通过诸如被耦合到电路节点112的esd保护电路104等电路组件来代替已经过期的损失电荷，电路节点上的dc偏移在经过长时间之后最终恢复到原始dc操作点。图2b提出了根据本发明的实施例的dc电压偏移的解决方案，并且在下面进一步详细描述。
21.可以通过在钳位期间存储在电路节点112处损失的电荷，并且在钳位之后将所存储的电荷返回到电路节点112来防止读出电路100的dc操作点偏移。使用根据实施例的一个
或多个电荷控制钳位器的电荷控制钳位电路可以被用于电压钳位电路节点112，以在钳位期间存储在电路节点112处损失的电荷，并且在钳位之后将所存储的电荷返回到电路节点。根据一个实施例，用于mems读出前端的电荷控制钳位电路在图2a中示出，并且在下面详细描述。
22.图2a是根据实施例的用于mems读出电路200的电荷控制钳位电路的电路图。根据一个实施例，mems读出电路200包括mems设备102、偏置电阻器106和读出放大器108，如先前在图1中描述的，esd保护电路104已经被去除，并且电荷控制钳位器116和电荷控制钳位器118已经被添加。电荷控制钳位器116被耦合在被指定为“vbias_asic+v_threshold”的偏置节点120与电路节点112之间。电荷控制钳位器118被耦合在被指定为“vbias_asic-v_threshold”的第二偏置节点122与电路节点112之间。电路节点112是mems设备102的输出节点，但也是读出放大器108、电荷控制钳位器116和电荷控制钳位器118的输入节点。以下详细描述电荷控制钳位器116和电荷控制钳位器118的实施例。
23.mems设备102可以包括麦克风，但是也可以使用其他类型的mems设备。如果mems设备的输入暴露于高电平声源，从而在电路节点112处产生大的ac电压，则电路节点112处可能发生过载情况。一旦高电平声源关闭，随着过载情况的去除，电路节点处的大的ac电压恢复到正常水平。如果mems设备的输入暴露于诸如灰尘或其他环境因素的环境危害，导致电路节点112处出现大的ac或dc电压，则电路节点112也可能发生过载情况。一旦环境暴露结束或解决，随着过载情况的去除，电路节点处的大的ac或dc电压恢复到正常水平。
24.在读出电路200中，在去除过载情况之后，dc操作点将立即恢复(在几毫秒内)，因为存储在电荷控制钳位器116和电荷控制钳位器118中的、与过载情况相关联的电荷立即并且完全恢复到电路节点112。因此，恢复正常操作只需要非常小的或基本上不需要稳定时间。
25.图2b是时序图900，时序图900比较了使用常规esd钳位器的图1的电路与使用根据实施例的电荷控制钳位器的图2a的电路的响应。波形902表示电路节点112处的电荷控制钳位电路的输入信号，其也是mems设备102的输出。波形902包括发生在10ms到20ms之间的ac过载情况，其在-4.5伏到+4.5伏(未钳位)之间延伸。波形904表示读出电路100在电路节点112处的响应(vinp)。使用常规esd钳位电路，过载情况从10ms到20ms被钳位在-0.8伏到2.4伏之间，但是dc操作点已经降低并且在过载情况去除之后的20ms到50ms之间没有恢复。波形906表示读出电路200在电路节点112处的响应(vinp)。使用本文中所述的电荷控制钳位器118和116，电路节点112处的电压从10ms到20ms被钳位在-0.7伏(对于ac过载情况的负峰值)到1.5伏(对于ac过载情况的正峰值)之间，然而，dc操作点没有降低并且几乎立即完全恢复到原始dc操作点。
26.图3是与图2a所示的电荷控制钳位器116相对应的电荷控制钳位器116a的实施例的示意图。图3还可以作为图2a所示的电荷控制钳位器118的示意图，不同之处在于，偏置电压将改变为“vbias-0.8v”。电路节点112被指定为“vinp”作为读出放大器的输入节点，并且与正钳位电压相关联。电荷控制钳位器116a在此包括调节开关311和用于电荷存储的积分器315。调节开关311包括运算放大器302，运算放大器302具有被耦合到电路节点112的正输入、被耦合到在图3的实施例中被指定为“vbias+0.8v”的偏置节点120的负输入。积分器315包括运算放大器304，运算放大器304具有被耦合到偏置节点120的正输入。电容器306被耦
合在运算放大器304的负输入与输出之间。
27.在操作中，开关308a在初始条件下断开。当vinp电压高于vbias+0.8v时，来自电路节点112的电荷(在图3中被指定为“vinp”作为电荷控制钳位器116a的输入电压)被存储在电容器306上，电荷流过闭合的开关308a。当过载情况被去除并且输入电压vinp开始下降时，电荷通过闭合的开关308a返回到电路节点112。当电路节点112处的vinp电压返回到初始电压时，开关308a断开。
28.例如，如果vbias等于0.2v，则在过载情况之前电路节点112处的电压将小于1伏，并且将导致开关308a断开(关断)。这是因为，运算放大器302的正输入小于负输入，并且运算的输出将被强制为施加到开关308a的控制端子的低电压，从而关断开关。在过载状态期间电路节点112处的ac电压将具有趋向于大于1伏的电压的峰值，但这些峰值将被钳位在1伏的钳位电压处或接近。由于运算放大器302的正输入大于负输入，因此开关308a在这些峰值期间将闭合(接通)，并且运算的输出将被强制为施加到开关308a的控制端子的高电压，从而接通开关。积分器315用于将流过开关308a的所有电荷存储到电容器306中。在积分器配置中，积分器315具有被耦合到偏置节点120的正输入、在正输入上也将承担电压(在这种情况下为1伏)的负输入、以及将承担必要电压来调节流入电容器306的电荷量的输出。当节点112处的ac电压持续上升超过钳位电压(在这种情况下为1伏)时，电荷将连续地存储在电容器306中。当节点112处的ac电压开始下降到钳位电压(在这种情况下为1伏)时，电荷将通过节点112连续返回到mems电容器。当节点112处的ac电压继续降低以低于钳位电压(在这种情况下为1伏)时，这表示过载情况消失，开关308将断开(关断)，因为运算放大器302的正输入小于负输入，并且运算的输出将被强制为施加到开关308a的控制端子的低电压，从而关断开关。
29.图4是包括单个晶体管调节开关实施例的电荷控制钳位器116b的实施例的电路图，并且积分器315被替换为单个电容器306。如果电容器306是用于在电路节点112上存储电荷的足够大的电容器(大于mems设备电容器并且比mems设备电容器大15倍或更多)，则单个电容器实现可以有效地代替图3所示的积分器315。在一个实施例中，电容器的值306示出为25pf，但在实施例中可以使用其他值。图4中还示出了预充电开关312，预充电开关312用于将电容器306上的电压预充电到电路节点120的dc操作电压。预充电开关312可以实现为具有由预充电控制信号激励的栅极的晶体管(图4中未示出)。图4中的调节开关311继续使用图3所示的运算放大器302，但开关308a被替换为p沟道晶体管308b，p沟道晶体管308b具有被耦合到电路节点112的漏极、被耦合到被指定为“vclamp”的电路节点310的源极以及被耦合到运算放大器302的输出的栅极。
30.在操作中，电荷控制钳位器116b与电荷控制钳位器116a的类似，不同之处在于，电荷通过被配置为开关的晶体管308b从电容器306被转移以及去往电容器306。在过载情况之前，晶体管308b关断，在过载情况期间，晶体管308b选择性地导通(假定ac过载情况)，并且在过载情况结束之后，晶体管308b关断，如先前关于图3所示的开关308a所讨论的。在过载情况之前，例如在操作周期开始时，预充电开关312可以断开，然后闭合以均衡偏置节点120与电容器节点310之间的电压。以这种方式，电容器306上的电压将被预充电到钳位电压。因此，由于电容器306的参考电压等于钳位电压，所以在电路节点112的钳位期间损失的准确电荷量将被存储在电容器306上。在偏置节点上的电压(vbias+0.8v)等于电容器节点310上
的电压之后，预充电开关312可以断开。预充电开关312的控制节点可以由集成到与图2a所示的读出电路200相同的集成电路中的微处理器(在图4中未示出)控制，或者可以由在集成电路外部生成的信号来控制。
31.图5是包括第一调节开关和第二调节开关的电荷控制钳位器116c的实施例的电路图。电荷控制钳位器116c的所有电路组件与图4的电荷控制钳位器116b所示的相同，不同之处在于，包括附加的调节开关313以改善电荷控制钳位器116c的性能。调节开关313包括第二运算放大器314，第二运算放大器314具有被耦合到偏置节点120的正输入、被耦合到vclamp电路节点310的负输入以及被耦合到p沟道晶体管316的栅极的输出。晶体管316的漏极耦合到电路节点112，并且晶体管316的源极被耦合到vclamp电路节点310。
32.在操作中，调节开关313提供用于电荷流入电容器306和从电容器306流出的第二路径。在一些情况下，在去除过载情况之后电容器306上的任何残余电荷可以能够通过晶体管316完全转移到电路节点112。原因是，调节开关311和313各自包括具有以晶体管308b的两个不同电路路径节点为参考的负输入的运算放大器。注意，调节开关311包括运算放大器302，运算放大器302具有以晶体管308b的漏极(电路节点112)和偏置节点120为参考的输入。相反，调节开关313包括运算放大器313，运算放大器313具有以晶体管308b的源极(电容器节点310)和偏置节点120为参考的输入。以这种方式，当与偏置节点120处的电压相比时，晶体管308b的源极和漏极处的电压被监测和调节。
33.图6是类似于图5所示的电荷控制钳位器116c的电荷控制钳位器116d的实施例的电路图，不同之处在于，添加了施密特触发器电路318和开关320以控制第二调节开关313的操作。此外，晶体管308b栅极处的电压标记为“vop1”，晶体管316栅极处的电压标记为“vop2”，以进一步说明如下所述的图7的时序图中的电荷控制钳位器116d的操作。在一个实施例中，施密特触发器电路318包括被耦合到vclamp电路节点310的正输入、被耦合到偏置节点120的负输入、以及用于提供“vctrl”控制信号以控制开关320的操作的输出。开关320被耦合在电路节点322处的vdd与晶体管316的栅极之间，该栅极是vop2电压。在一个实施例中，施密特触发器电路318具有大约40mv的滞后，其中大于50mv的差分输入电压将施密特触发器电路的输出开关到逻辑1，并且其中小于10mv的差分输入电压将施密特触发器电路的输出开关到逻辑0。
34.在操作中，施密特触发器电路318用于安全地断开调节后的第二调节开关316，下面结合图7的时序图对此进行解释。
35.图7示出了图6所示的电荷控制钳位器116d的时序图700。时序图700包括波形702，其是电路节点120处的vinp电压；波形704，其是晶体管308b的栅极处的vop1电压；波形706，其是晶体管316的栅极处的vop2电压；以及波形708，其是偏置节点120处的vbias+800mv的偏置电压。在操作中，当vinp的值从正过载情况下的高值减小到正常操作范围内的更低值时，第一操作放大器回路(第一调节开关311)由电压vop1首先上升而关断，如波形704所示。然而，由于通过调节开关311的第一回路放电可能不够快，所以使用施密特触发器电路318的延迟机制被设计在第二运算放大器回路(第二调节开关313)中，使得vop2电压上升迟于vop1电压，这可以在对应波形704和706的比较中看出。因此，存储电容器306可以被充分放电并且电路节点112处的初始条件可以完全恢复而没有任何残留误差。虽然图7中示出了特定迟滞电压，但其他迟滞水平可以用于特定应用。除了有助于完全恢复节点112处的电荷的
延迟机制，开关320还有助于安全地关断晶体管316，原因如下。即使节点310上的电压低于钳位电压(在这种情况下为vbias+0.8v)，晶体管316也不会完全由运算放大器314经由节点vop2的动作完全关断。为了将节点vop2从低(在过载期间)切换到高(在过载消失后)，由于运算放大器314的动态范围有限，节点310处的电压必须充分小于节点120处的电压。但是，一旦节点310处的电压下降到略低于节点120处的电压，运算放大器314就开始以微弱的方式反应，使得节点vop2处的电压上升到足以关断pmos晶体管316的值，但不安全地高(vdd)。在这样的情况下，节点310处的电压处于不足够小于节点120处的电压的值，使得vop2永远不会或需要很长时间才能达到vdd。总而言之，在施密特触发器318和开关320的帮助下，晶体管316能够以必要的延迟而安全地关断。
36.图3、4、5和6示出了可以用于图2a所示的电荷控制钳位器116的电荷控制钳位器的示例。在实施例中，vbias+0.8v的偏置电压与这些电荷控制钳位一起使用。在图2a中，示出了与不同偏置电压相关联的电荷控制钳位器118。在实施例中，vbias-0.8v的偏置电压与电荷控制钳位器118一起使用。图3、4、5和6所示的电路可以用于电荷控制钳位器118，不同之处在于，偏置电压应当改为较低偏置电压。在实施例中，该偏置电压可以是vbias-0.8v。
37.图8示出了可以用于实现图2a的电荷控制钳位器116和电荷控制钳位器118的不同实施例的电荷控制钳位电路800，电荷控制钳位电路800还提供电荷控制钳位功能，使得电路节点的dc操作点112可以在过载情况去除之后快速恢复。pmos晶体管m1为正钳位提供图3中的调节开关311的功能，nmos晶体管m2为负钳位提供调节开关的功能。电容器c1提供图3中电容器306的电荷存储功能。电容器c2为负支路提供电荷存储功能。晶体管m1的栅极(在图8中称为vclamp_p)连接到参考电压源，该参考电压源将正钳位电压与m1的阈值电压一起设置。晶体管m2的栅极(在图8中称为vclamp_n)连接到参考电压源，该参考电压源将负钳位电压与m2的阈值电压一起设置。在操作中，晶体管m1的漏极端子802(也是c1的顶板)最初经由复位开关sw1预充电到vclamp_p。类似地，晶体管m2的漏极端子804(也是c2的顶板)最初经由复位开关sw2预充电到vclamp_n。当输入电压(vinp)上升超过vclamp_p+vth_m1(vth_m1为m1的阈值电压)时，电荷控制钳位电路800进入正过载区域，并且晶体管m1开始导通以将电荷储存在c1上，类似于图3中的调节开关311。当输入电压(vinp)开始从其正峰值下降时，存储在c1上的电荷从输入节点返回到mems电容器(vinp)。当输入电压(vinp)最终低于vclamp_p+vth_m1时，电荷控制钳位电路800回到正常操作区域，并且晶体管m1关断。当输入电压(vinp)下降到低于vclamp_n-vth_m2(vth_m2为m2的阈值电压)时，电荷控制钳位电路800进入负过载区域，并且重复针对正过载情况描述的类似过程。
38.在一个实施例中，电荷控制钳位电路800的晶体管m1和开关sw1能够被替换为二极管连接的晶体管(通过将开关sw1替换为短路)或二极管。类似地，电荷控制钳位电路800的晶体管m2和开关sw2可以替换为二极管连接的晶体管(通过将开关sw2替换为短路)或二极管。
39.使用根据本文中描述的实施例的电荷控制钳位器的读出电路的优点包括：针对整个声频带的过载事件的改善的性能、针对次声频带中的过载事件以及dc过驱动事件的改善的性能、对正常信号范围内的性能没有影响并且因此没有总谐波失真(thd)退化和信噪比(snr)退化，并且使用管芯面积和功率可以容易的扩展电荷控制的期望精度。例如，相对于对应mems设备的输出电容，较大电容器将导致更多电荷被存储在电容器中。
40.这里总结了本发明的示例实施例。其他实施例也可以从说明书和本文中提交的权利要求的整体来理解。
41.示例1.根据一个实施例，一种设备包括：读出电路，被耦合在输入节点与输出节点之间；微机电系统(mems)设备，被耦合到输入节点；以及第一电荷控制钳位电路，被耦合在输入节点与第一偏置节点之间。
42.示例2.根据示例1的设备，其中第一电荷控制钳位电路被配置为将输入节点钳位到第一钳位电压，在过载情况期间存储在输入节点处可用的第一电荷，并且在过载情况被去除之后将第一电荷返回到输入节点。
43.示例3.根据示例1的设备，其中第一电荷控制钳位电路包括第一晶体管电路或第一二极管电路。
44.示例4.根据前述示例中的任一项的设备，还包括被耦合在输入节点与第二偏置节点之间的第二电荷控制钳位电路。
45.示例5.根据前述示例中的任一项的设备，其中第二电荷控制钳位电路被配置为将输入节点钳位到第二钳位电压，在过载情况期间存储在输入节点处可用的第二电荷，并且在过载情况被去除之后将第二电荷返回到输入节点。
46.示例6.根据前述示例中任一项的设备，其中第二电荷控制钳位电路包括第二晶体管电路或第二二极管电路。
47.示例7.根据前述示例中任一项的设备，其中第一电荷控制钳位电路包括耦合到第一电容器的第一开关电路。
48.示例8.根据前述示例中任一项的设备，其中第一开关电路包括被耦合到第一运算放大器的第一晶体管，并且其中第一运算放大器的输入耦合到输入节点。
49.示例9.根据前述示例中任一项的设备，其中第一电容器的值被配置为大于与mems设备相关联的电容的值。
50.示例10.根据前述示例中任一项的设备，其中第一电荷控制钳位电路还包括被耦合到第一电容器的第二开关电路。
51.示例11.根据前述示例中任一项的设备，其中第二开关电路包括耦合到第二运算放大器的第二晶体管，并且其中第二运算放大器的输入耦合到第一电容器。
52.示例12.根据前述示例中任一项的设备，还包括施密特触发器电路，施密特触发器电路被耦合到第一电容器和第一偏置节点，施密特触发器电路被配置为在操作上控制第二运算放大器。
53.示例13.根据前述示例中任一项的设备，其中读出电路包括放大器电路。
54.示例14.根据前述示例中任一项的设备，还包括被耦合在输入节点与电阻器偏置节点之间的偏置电阻器。
55.示例15.根据一个实施例，一种钳位电路包括：第一电荷控制钳位器，被耦合在输入节点与第一偏置节点之间，第一电荷控制钳位器被配置为在第一电压钳位模式期间存储与输入节点相关联的第一电荷，并且在第一电压钳位模式之后将第一电荷返回到输入节点；以及第二电荷控制钳位器，被耦合在输入节点与第二偏置节点之间，第二电荷控制钳位器被配置为在第二电压钳位模式期间存储与输入节点相关联的第二电荷，并且在第二电压钳位模式之后将第二电荷返回到输入节点。
56.示例16.根据示例15的钳位电路，其中第一电荷控制钳位器包括被耦合到第一电容器的第一开关电路，并且其中第二电荷控制钳位器包括被耦合到第二电容器的第二开关电路。
57.示例17.根据前述示例中任一项的钳位电路，其中第一电容器的值大于与输入节点相关联的电容，并且其中第二电容器的值大于与输入节点相关联的电容。
58.示例18.根据前述示例中任一项的钳位电路，其中第一电荷控制钳位器包括被耦合到第一电容器的第一附加开关电路，并且其中第二电荷控制钳位器包括第二附加开关电路。
59.示例19.根据前述示例中任一项的钳位电路，其中第一电压钳位模式包括正电压钳位模式，并且其中第二电压钳位模式包括负钳位模式。
60.示例20.根据一个实施例，一种操作微机电系统(mems)的方法，包括：在第一过载操作模式期间将mems设备的节点钳位到第一电压；在第一过载操作模式期间存储与mems设备的节点相关联的第一电荷；以及在第一过载操作模式之后将第一电荷返回到mems设备的节点。
61.示例21.根据示例20的方法，还包括在将第一电荷返回到mems设备的节点之后立即恢复mems设备的dc操作点。
62.示例22.根据前述示例中任一项的方法，还包括：在第二过载操作模式期间将mems设备的节点钳位到第二电压；在第二过载操作模式期间存储与mems设备的节点相关联的第二电荷；以及在第一过载操作模式之后将第二电荷返回到mems设备的节点。
63.示例23.根据前述示例中任一项的方法，还包括在将第二电荷返回到mems设备的节点之后立即恢复mems设备的dc操作点。
64.示例24.根据前述示例中任一项的方法，其中第一过载操作模式包括ac过载操作模式或dc过载操作模式。
65.示例25.根据一个实施例，一种电路包括：第一电容器；第一晶体管，具有被耦合在第一电容器与钳位节点之间的负载路径；以及第一放大器，具有被耦合到钳位节点的负输入、被耦合到第一钳位电压参考节点的正输入以及被耦合到第一晶体管的控制节点的输出。
66.示例26.根据示例25的电路，还包括：第二晶体管，具有被耦合在第一电容器与钳位节点之间的负载路径；以及第二放大器，具有被耦合到第一电容器的负输入、被耦合到第一钳位电压参考节点的正输入以及被耦合到第二晶体管的控制节点的输出。
67.示例27.根据前述示例中任一项的电路，还包括具有被耦合到钳位节点的输入的施密特触发器，施密特触发器被配置用于在操作上控制第二放大器。
68.示例28.根据前述示例中任一项的电路，还包括具有被耦合到钳位节点的输出的微机电(mems)设备。
69.示例29.根据前述示例中任一项的电路，还包括：第二电容器；第三晶体管，具有被耦合在第二电容器与钳位节点之间的负载路径；以及第三放大器，具有被耦合到钳位节点的负输入、被耦合到第二钳位电压参考节点的正输入以及被耦合到第三晶体管的控制节点的输出。
70.示例30.根据前述示例中任一项的电路，还包括：第四晶体管，具有被耦合在第二
电容器与钳位节点之间的负载路径；以及第四放大器，具有被耦合到第二电容器的负输入、被耦合到第二钳位电压参考节点的正输入以及被耦合到第四晶体管的控制节点的输出。
71.虽然已经参考说明性实施例描述了本发明，但是该描述并不旨在被解释为限制性的。参考说明书，本领域技术人员将清楚说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合。因此，所附权利要求旨在涵盖任何这样的修改或实施例。