一种ＭＥＭＳ电路，所述电路包括：带有温度依赖性输出的ＭＥＭＳ器件结构、电阻加热电路以及反馈控制系统，用于控制电阻加热电路来提供加热，以便维持ＭＥＭＳ器件处于恒定的温度。依赖于环境温度控制所述加热，使得ＭＥＭＳ器件温度被维持在多个依赖于环境温度的其中一个温度下。这样能够节能，因为ＭＥＭＳ器件加热到的温度能够被保持在较小的环境温度余量中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及MEMS谐振器。
技术介绍
MEMS谐振器广泛用作RF接收机电路中的参考振荡器。MEMS谐振器的谐振频率表现出典型地为_30ppm/K的温度漂移。对于某些应用，需要显著地减小所述漂移。例如，当在 GSM参考振荡器中使用MEMS谐振器时，在100K的温度范围上所述漂移需要低于+/-lOppm。可以通过将谐振器放置在温度受控反馈回路中以保持谐振器处于恒定的温度来实现。这样，可以测量谐振器上或其附近的温度。于是通过加热谐振器至预先设定的温度来稳定所述温度。W02005/025057公开了可以通过将谐振器放置在惠斯通电桥中来实现这种温度控制。谐振器部件的电阻用于温度传感和加热。图1用于解释这一公知的加热控制概念。串联电阻器Rl和R2是谐振器的一部分，并且具有不同的温度系数(Tc)。这两个电阻器在输入电压Vin和地电压之间形成了第一支路。串联电阻器R3和R4在相同的温度下放置在其他地方，并且它们具有相同的温度系数。它们定义了与第一支路并联的第二支路。反馈控制系统使用差分放大器10，所述差分放大器接收第一和第二电阻器Rl、R2 之间节点处的电压和第三和第四电阻器R3、R4之间节点处的电压作为输入。当谐振器电阻器的比值R1/R2等于电路电阻的比值R3/R4时，电压差Vout-Vref 为0，这仅对唯一温度有效。所述电压差Vout-Vref被放大并且反馈回至惠斯通电桥作为供电电压迹线，从而加热Rl和R2直至Vout-Vref等于0并且Rl和R2达到其唯一温度。因此，图1的电路提供了加热直至达到固定温度，所述固定温度依赖于电路中的电阻值。加热至固定温度的问题是该温度需要高于器件的允许环境温度工作范围。这意味着可能存在大量浪费的功率损耗。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种MEMS电路，所述电路包括带有温度依赖性输出的MEMS器件结构；电阻加热电路；反馈控制系统，用于控制电阻加热电路来提供加热，以便维持MEMS器件处于恒定的温度；以及控制装置，用于依赖于环境温度控制加热，使得MEMS器件温度被维持在依赖于环境温度多个温度之一。所述电路具有不同温度设置，使得(环境温度与器件加热到的温度之间的)温差保持较小。这样减小了加热电路的功率消耗。在一种结构中，所述MEMS器件结构可以包括多个MEMS器件，并且其中所述控制装置可以包括开关结构，用于依赖于所述环境温度控制加热哪个MEMS器件。于是，已加热的 MEMS器件用于提供MEMS电路的输出。因此，不同的MEMS器件用于不同的温度。不同器件的输出在其温度范围内是稳定的，并且优选地所有MEMS器件提供相同的输出水平。替代地，所述MEMS器件结构可以包括单个MEMS器件和多个加热电路，并且其中所述控制装置可以包括用于开关接，用于依赖于所述环境温度控制操作哪个加热电路。所述MEMS器件可以在不同的温度下提供不同的输出，但是所述输出对特定温度是稳定的。所述MEMS器件可以包括谐振器。在一个示例中，所述谐振器或每一个谐振器包括谐振器本体；以及锚定点(anchor)，所述锚定点在谐振器本体和支撑体之间提供固定的连接，其中所述电阻加热电路包括暴露于环境温度的第一和第二末端，其中所述电阻加热电路提供输出电压，所述输出电压提供给反馈控制系统以便基于该输出电压维持固定温度，以及其中所述锚定点热耦合至电阻加热电路中在反馈控制工作期间其温度对环境温度具有最低依赖性的位置。所述结构通过锚定点在谐振器本体和电阻加热电路之间提供热耦合。这意味着所述电阻加热电流不需要经过谐振器本身。加热电流只通过连接谐振器与支撑结构(衬底) 的锚定点。这样，只有锚定点具有不均勻的温度分布并且所述谐振器具有取自其与锚定点连接点的单一温度。通过将锚定点热耦合至电阻加热电路中对环境温度具有最低依赖性的位置，谐振器的温度保持更加稳定。反馈系统能够为谐振器维持精确的温度，并且所述反馈系统对环境温度的变化很不敏感。所述电阻加热电路可以包括串联的第一和第二电阻器，在所述电阻器之间的节点处定义了输出电压。因此，所述电阻加热电路可以形成如上所述的惠斯通电桥的一部分。所述电阻加热电路可以包括端到端对齐的第一和第二部分，所述端定义了第一和第二电阻器，以及从第一和第二部分之间节点处延伸的垂直部分，并且所述垂直部分定义了输出支(output spur) 0所述输出支用于提供反馈电压。而且所述第一和第二部分具有不同的电阻温度依赖性，使得特定的温度与两个电阻值的特定比例相对应。在惠斯通电桥电路中，第一和第二电阻器形成了第一支路，并且第三和第四串联电阻器形成了并联的第二支路。所述反馈控制系统还包括差分放大器，所述差分放大器接收第一和第二电阻器之间节点处的电压和第三和第四电阻器之间节点处的电压作为输入， 所述放大器的输出提供给这两个支路的一端。该放大器输出随后是加热电路的供电电压。电阻加热电路的位置典型地不同于输出电压的导出点。这是因为输出电压是从两个电阻器之间节点处导出的，而所述位置(锚定点的节点处)的选择是使得环境温度的变化具有最低的影响。电阻加热电路的位置典型地与得出输出相电压的点不同。这是因为从两个电阻器之间的节点处得出所述输出电压，而选择(所述锚定点所连接的)所述位置，使得环境温度变化具有最低效果。本专利技术还提供了一种利用温度依赖性输出控制具有MEMS器件结构的MEMS电路的方法，所述方法包括控制电阻加热电路来提供加热，以便将MEMS器件维持在恒定的温度；其中所述加热依赖于环境温度，使得MEMS器件结构温度被维持在依赖于环境温度的多个温度之一。在一个示例中，所述MEMS器件结构包括多个MEMS器件，并且其中所述控制包括依赖于环境温度控制加热哪个MEMS器件，并且其中所述方法还包括使用已加热的MEMS器件来提供MEMS电路的输出。在另一个示例中，所述MEMS器件结构包括单一的MEMS器件和多个加热电路，并且其中所述控制包括依赖于所述环境温度操作哪个加热电路。附图说明下面将参考附图详细描述本专利技术的示例，其中图1示出了一种公知的惠斯通电桥反馈控制电路并且用在本专利技术的示例控制系统中；图2示出了一种可以用在本专利技术系统中的电阻加热元件；图3示出了图2所示的电阻加热元件如何与谐振器耦合以及电输出信号是如何导出的；图4是示出了沿着所述加热元件的不同点处环境温度变化对工作温度影响的第一张图；图5是示出了沿着所述加热元件的不同点处环境温度变化对工作温度影响的第二张图；图6示出了本专利技术所述电路的第一示例；以及图7示出了用在本专利技术所述电路中的划分为不同范围的温度标尺；以及图8示出了本专利技术所述电路的第二示例。在不同的图中使用的相同参考数字表示相同的部件和层，并且不再重复描述。 具体实施例方式本专利技术提供了一种MEMS电路，其中使用反馈控制来控制电阻加热电路提供加热， 以便将MEMS器件维持在恒定的温度。依赖于环境温度控制所述加热，使得MEMS器件温度被维持在依赖于环境温度的多个温度之一。这样保持(环境温度与器件加热到的温度之间的)所述温差为较小的量以便减小加热电路的功率消耗。申请人:已经提出了一种改进的加热结构，在阐明根据本专利技术的附加特性之前将首先进行描述。电流流经的电和热导体的一维热传导方程由下面的公式给出_]祭=ザf (1)其中导热系数K，电阻率P，本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种ＭＥＭＳ电路，包括：带有温度依赖性输出的ＭＥＭＳ器件结构（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）；电阻加热电路（Ｒ１、Ｒ２）；反馈控制系统，用于控制电阻加热电路来提供加热，以便维持ＭＥＭＳ器件处于恒定的温度；以及控制装置，用于依赖于环境温度控制加热，使得ＭＥＭＳ器件温度被维持在依赖于环境温度的多个温度（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）之一。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：扬·雅各布·科宁，
申请(专利权)人：NXP股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL
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