本申請涉及微機(jī)電，具體涉及一種mems振蕩器。

背景技術(shù)：

1、溫度變化導(dǎo)致的測量差異是微機(jī)電系統(tǒng)(micro-electro-mechanical?system，mems)振蕩器面臨的重大挑戰(zhàn)之一?，F(xiàn)有的克服溫度降低對mems振蕩器的影響的方法可以分為兩大類，分別為無源補(bǔ)償或有源補(bǔ)償。

2、無源補(bǔ)償包括使用不同溫度系數(shù)的材料制造mems振蕩器，以及使用不同的摻雜材料或者不同摻雜濃度來降低溫度依賴性。而有源補(bǔ)償包括根據(jù)當(dāng)前溫度對mems振蕩器的諧振頻率進(jìn)行補(bǔ)償?，F(xiàn)有的溫度傳感器由于設(shè)置在控制芯片內(nèi)部，其與器件芯片之間存在明顯的熱梯度，這導(dǎo)致溫度傳感器難以精準(zhǔn)地對器件芯片進(jìn)行測溫，致使難以實(shí)現(xiàn)精確的溫度補(bǔ)償。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述技術(shù)問題，本申請?zhí)峁┮环Nmems振蕩器，可以改善現(xiàn)有mems振蕩器溫度補(bǔ)償不夠精確的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本申請實(shí)施例提供一種mems振蕩器，包括相互鍵合連接的器件芯片和控制芯片；

3、所述器件芯片包括諧振體和熱敏電阻；

4、所述控制芯片包括：

5、振蕩電路，與所述諧振體電連接，用于驅(qū)動(dòng)所述諧振體進(jìn)行諧振運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)所述諧振運(yùn)動(dòng)輸出初始頻率信號；

6、溫度補(bǔ)償電路，與所述熱敏電阻電連接，用于通過所述熱敏電阻獲取所述器件芯片的當(dāng)前溫度，并生成補(bǔ)償信號；

7、時(shí)鐘電路，用于根據(jù)所述初始頻率信號和所述補(bǔ)償信號，生成目標(biāo)頻率信號。

8、可選的，所述器件芯片還包括第一襯底；

9、所述諧振體設(shè)置于所述第一襯底的內(nèi)部；

10、所述熱敏電阻為形成在所述第一襯底的表面的導(dǎo)電線。

11、可選的，所述導(dǎo)電線為蛇形彎折結(jié)構(gòu)。

12、可選的，所述導(dǎo)電線的電阻溫度系數(shù)為100～10000ppm/℃。

13、可選的，所述導(dǎo)電線的兩端分別設(shè)置有第一電觸點(diǎn)和第二電觸點(diǎn)；

14、所述控制芯片還包括第二襯底，所述振蕩電路、所述溫度補(bǔ)償電路和所述時(shí)鐘電路設(shè)置于所述第二襯底的內(nèi)部；

15、所述第二襯底的表面設(shè)置有第三電觸點(diǎn)和第四電觸點(diǎn)，所述溫度補(bǔ)償電路通過所述第三電觸點(diǎn)與所述第一電觸點(diǎn)電連接，通過所述第四電觸點(diǎn)與所述第二電觸點(diǎn)電連接。

16、可選的，所述補(bǔ)償信號為所述時(shí)鐘電路的分頻比的調(diào)節(jié)信號。

17、可選的，所述時(shí)鐘電路包括多模分頻器和σ-δ調(diào)制器；或，

18、小數(shù)分頻鎖相環(huán)；或，

19、小數(shù)輸出分頻器。

20、可選的，所述補(bǔ)償信號為所述振蕩電路的偏置電壓的調(diào)節(jié)信號；

21、所述時(shí)鐘電路，用于根據(jù)所述補(bǔ)償信號，調(diào)節(jié)所述振蕩電路中偏置電壓的大??；以及，用于根據(jù)所述初始頻率信號生成所述目標(biāo)頻率信號。

22、可選的，所述補(bǔ)償信號為所述振蕩電路的負(fù)載電容的調(diào)節(jié)信號；

23、所述時(shí)鐘電路，用于根據(jù)所述補(bǔ)償信號，調(diào)節(jié)所述振蕩電路中負(fù)載電容的大?。灰约?，用于根據(jù)所述初始頻率信號生成所述目標(biāo)頻率信號。

24、可選的，所述溫度補(bǔ)償電路包括：

25、溫度確定單元，用于向所述熱敏電阻加載電壓并測量相應(yīng)的電流，并根據(jù)所述電流獲取所述器件芯片的當(dāng)前溫度；

26、補(bǔ)償信號生成單元，用于根據(jù)所述當(dāng)前溫度生成所述補(bǔ)償信號。

27、如上所述，本申請的mems振蕩器，振蕩電路驅(qū)動(dòng)諧振體進(jìn)行諧振運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)諧振運(yùn)動(dòng)輸出初始頻率信號，當(dāng)器件芯片的溫度發(fā)生變化時(shí)，設(shè)置于器件芯片上的熱敏電阻的阻值會(huì)發(fā)生變化，即熱敏電阻的阻值與溫度之間具有對應(yīng)關(guān)系，溫度補(bǔ)償電路通過熱敏電阻的阻值變化可以獲取器件芯片的當(dāng)前溫度，然后生成與當(dāng)前溫度對應(yīng)的補(bǔ)償信號，時(shí)鐘電路根據(jù)初始頻率信號和補(bǔ)償信號，生成目標(biāo)頻率信號，從而可以輸出穩(wěn)定的頻率信號。本申請將熱敏電阻設(shè)置于器件芯片上，減少了溫度傳遞路徑，使熱敏電阻的溫度能夠直接反映器件芯片的溫度，通過熱敏電阻獲取較為精確的器件芯片的溫度，從而當(dāng)器件芯片的溫度發(fā)生改變時(shí)，可以對mems振蕩器的諧振頻率進(jìn)行精確的溫度補(bǔ)償。

技術(shù)特征：

1.一種mems振蕩器，其特征在于，包括鍵合連接的器件芯片和控制芯片；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems振蕩器，其特征在于，所述器件芯片還包括第一襯底；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems振蕩器，其特征在于，所述導(dǎo)電線為蛇形彎折結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems振蕩器，其特征在于，所述導(dǎo)電線的電阻溫度系數(shù)為100～10000ppm/℃。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的mems振蕩器，其特征在于，所述導(dǎo)電線的兩端分別設(shè)置有第一電觸點(diǎn)和第二電觸點(diǎn)；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems振蕩器，其特征在于，所述補(bǔ)償信號為所述時(shí)鐘電路的分頻比的調(diào)節(jié)信號。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的mems振蕩器，其特征在于，所述時(shí)鐘電路包括多模分頻器和σ-δ調(diào)制器；或，

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems振蕩器，其特征在于，所述振蕩電路包括為所述諧振體提供偏置電壓的電荷泵單元，所述時(shí)鐘電路根據(jù)所述補(bǔ)償信號調(diào)節(jié)所述電荷泵單元以調(diào)節(jié)所述偏置電壓的大小。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的mems振蕩器，其特征在于，所述振蕩電路中設(shè)置有可變負(fù)載電容，所述時(shí)鐘電路根據(jù)所述補(bǔ)償信號來調(diào)節(jié)所述可變負(fù)載電容的大小。

10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的mems振蕩器，其特征在于，所述溫度補(bǔ)償電路包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種MEMS振蕩器，MEMS振蕩器包括相互鍵合連接的器件芯片和控制芯片；器件芯片包括諧振體和熱敏電阻；控制芯片包括：振蕩電路，與諧振體電連接，用于驅(qū)動(dòng)諧振體進(jìn)行諧振運(yùn)動(dòng)，并根據(jù)諧振運(yùn)動(dòng)輸出初始頻率信號；溫度補(bǔ)償電路，與熱敏電阻電連接，用于通過熱敏電阻獲取器件芯片的當(dāng)前溫度，并生成補(bǔ)償信號；時(shí)鐘電路，用于根據(jù)初始頻率信號和補(bǔ)償信號，生成目標(biāo)頻率信號。本申請將熱敏電阻設(shè)置于器件芯片上，減少了溫度傳遞路徑，使熱敏電阻的溫度能夠直接反映器件芯片的溫度，通過熱敏電阻獲取較為精確的器件芯片的溫度，從而當(dāng)器件芯片的溫度發(fā)生改變時(shí)，可以對MEMS振蕩器的諧振頻率進(jìn)行精確的溫度補(bǔ)償。

技術(shù)研發(fā)人員：朱懷遠(yuǎn),崇舒樂,李明
受保護(hù)的技術(shù)使用者：麥斯塔微電子（上海）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240222
技術(shù)公布日：2024/10/10