Comparación de micrófonos MEMS y de condensador Electret (ECM)

Conceptos básicos del micrófono de condensador Electret

Los micrófonos de condensador Electret (ECM) se construyen como se muestra en la siguiente figura.

Un diafragma de Electret (material con una carga superficial fija) está espaciado cerca de una placa conductora y, de forma similar a los micrófonos MEMS, se forma un condensador con el espacio de aire como dieléctrico.

El voltaje a través del condensador varía a medida que cambia el valor de la capacitancia debido a las ondas de presión de sonido que mueven el diafragma del electreto, ΔV = Q/ ΔC.

Las variaciones de voltaje del capacitor son amplificadas y amortiguadas por un JFET interno en la carcasa del micrófono.

El JFET generalmente se configura en una configuración de fuente común, mientras que una resistencia de carga externa y un condensador de bloqueo de corriente continua se usan en el circuito de aplicación externo.

Diferencias en las tecnologías de micrófonos

Hay muchas consideraciones al seleccionar entre un micrófono ECM y MEMS. La cuota de mercado de los micrófonos MEMS sigue creciendo a un ritmo acelerado debido a las numerosas ventajas que ofrece esta nueva tecnología.

Por ejemplo, las aplicaciones con limitaciones de espacio encontrarán atractivos los tamaños de encapsulado pequeño disponibles para los micrófonos MEMS, mientras que se puede lograr una reducción tanto en el área de PCB como en el costo de los componentes gracias a los circuitos analógicos y digitales incluidos en la construcción del micrófono MEMS.

La impedancia de salida relativamente baja de los micrófonos MEMS analógicos y las salidas de los micrófonos MEMS digitales son ideales para aplicaciones en entornos eléctricamente ruidosos.

En entornos de alta vibración, el uso de la tecnología de micrófono MEMS puede reducir el nivel de ruido no deseado introducido por la vibración mecánica.

Además, la tecnología de fabricación de semiconductores y la inclusión de preamplificadores de audio permiten la fabricación de micrófonos MEMS con características de rendimiento muy parecidas y estables a la temperatura.

Estas características de rendimiento ajustadas son particularmente beneficiosas cuando los micrófonos MEMS se utilizan en aplicaciones de matriz.

Durante la fabricación del producto, los micrófonos MEMS también pueden manejarse fácilmente con máquinas de selección y colocación y toleran perfiles de temperatura de soldadura por reflujo.

Aunque los micrófonos MEMS están creciendo rápidamente en popularidad, todavía hay aplicaciones en las que se puede preferir un micrófono de condensador Electret.

Muchos diseños heredados han usado ECM y, por lo tanto, si el proyecto es una simple actualización de un diseño existente, puede ser mejor continuar usando un ECM.

Las opciones para conectar un ECM al circuito de la aplicación incluyen pines, cables, SMT, almohadillas de soldadura y contactos de resorte, lo que brinda a los ingenieros una flexibilidad de diseño adicional. Si la protección contra el polvo y la humedad es un problema, es fácil encontrar ofertas de ECM con altas clasificaciones de protección (IP) debido a su mayor tamaño físico.

Para proyectos que requieren una sensibilidad espacial no uniforme, los productos ECM están disponibles con direccionalidad intrínseca, ya sea unidireccional o con cancelación de ruido, mientras que el amplio rango de voltaje operativo de los ECM puede ser la solución preferida en productos con rieles de voltaje poco regulados.

Selección de la tecnología de micrófono adecuada para su proyecto

La decisión de utilizar micrófonos de condensador Electret en lugar de micrófonos MEMS dependerá de los requisitos de tu proyecto.

Si bien los micrófonos MEMS continúan creciendo en popularidad debido a sus muchas ventajas inherentes, los ECM todavía se usan en una variedad de aplicaciones gracias a una gama más amplia de opciones de encapsulado y direccionalidad.

Independientemente de la tecnología elegida, CUI Devices continuará desarrollando este tipo de componentes electrónicos y ofreciendo una amplia gama de micrófonos para permitir que tu proyecto ‘escuche’ los sonidos requeridos.

Bruce Rose, Colaborador técnico

Durante sus muchos años en la industria electrónica trabajando en diseño, ventas y marketing, Bruce Rose se ha centrado en circuitos analógicos y suministro de energía. Su rango de experiencia laboral incluye organizar y presidir talleres internacionales, publicar y presentar en más de 40 conferencias y artículos en revistas técnicas, y haber obtenido hasta siete patentes. Mientras disfruta de su tiempo en el trabajo, Bruce disfruta aún más el tiempo que puede pasar con su familia haciendo senderismo, ciclismo y piragüismo, así como persiguiendo su pasión por la aviación a gran escala y modelaje.