JPH0310499A - エレクトレットコンデンサマイクロホン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の属する産業上の利用分野 本発明は、エレクトレットコンデンサマイクロホンの構
造に関するものである。

（２）従来技術とその問題点 エレクトレットコンデンサマイクロホンは、音響変換素
子のインピーダンスが非常に高いため、通常のマイクロ
ホン内部に電界効果トランジスタ（Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆ
ｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ　：以下ＦＥＴという）
を用いたインピーダンス変換回路を内蔵し、出力インピ
ーダンスを数１００〜数１０００オ一ム程度に上げてい
る。

第１図（ａ）は従来のエレクトレットコンデンサマイク
ロホンの等価回路を示し、（ｂ）はその駆動方法を示し
たものである。ここで、ｌはエレクトレット振動膜、２
はゲート抵抗、３はインピーダンス変換用のＰＥＴ、４
はマイクロホン出力端子、ＲＬＩは負荷抵抗、Ｃ０は直
流遮断のためのコンデンサ、■はマイクロホンに供給さ
れる直流電流、■９は電話機回路等からの電源供給端子
、■。８ｔは出力端子、Ｇはアース端子である。

今、マイクロホンにある音圧が加わり、エレクトレッド
振動膜ｌに大きさＶ　ｉ　ｆｉの電圧が発生したトする
。また、その時負荷抵抗ＲＬＩとしたときの■。、と６
間の電圧の大きさをｖｏとすると、■、、。

とｖｏの間には以下の関係が成り立つ。

Ｖ　ｏ　＝ｇｅｌ　Ｘ　ＲＬ　ＩＸ　Ｖ　ｔ　ｎ　　　
”””−”−’−”−−−−−−−−−−■ただし、ｇ
ｍ　：　ＦＥＴの順方向伝達アドミタンスここでｇｍは １ｏｓｓ　：　ＶＧｓ＝　Ｏの時のドレイン電流（以下
Ｉ□、という） ■。、　：ゲート・ソース間電圧 ■Ｐ　　ニドレイン電流が０の時のシロ３で表される。

０式を０式に代入すると、となり、■。の値が＋　ａｓ
ｓのばらつきに影響を受は易く、マイクロホンの出力感
度のばらつきが大きくなるという欠点があった。

（３）発明の目的 本発明は、これらの欠点を除去して、ＦＥＴのＩＤ５Ｓ
のばらつきによるマイクロホンの出力電圧のばらつきを
小さくすることができるエレクトレットコンデンサマイ
クロホンを提供するものである。

（４）発明の構成および作用 この目的は達成するために、本発明のエレクトレットコ
ンデンサマイクロホンは、電話機回路か定電流源により
動作すると共に、インピーダンス変換器を有するエレク
トレットコンデンサマイクロホンにおいて、初段にイン
ピーダンス変換用のＦＥＴを配し更に次段にインピーダ
ンス変換用のトランジスタを配したインピーダンス変換
回路を内蔵し、前記ＰＥＴのＩＤ９Ｓのばらつきによる
出力電圧の変動を出力インピーダンスの変化により低減
することを特徴とする構成を有している。

第２図（ａ）は、本発明によるエレクトレットコンデン
サマイクロホンの等価回路を示し、第２図（ｂ）はその
駆動方法を示したものである。ここで、４ａは出力端子
、５はトランジスタ、６は定電流源、Ｒ１は抵抗器であ
る。

今、マイクロホンにある音圧が加わり、エレクトレット
振動膜ｌに大きさｖ、７の電圧が発生したとする。この
時ａ−ｂ間に発生する電圧をＶＯＩとすると、■、ｆｉ
とＶ。Ｉの間には以下の関係が成り立つ。

ｖｏ＋＝ｇｉＸｈｒ、ＸｒａＸｖ；、　　　゛−−−−
−−−−　　０ｇｍ　：　ＦＥＴの順方向伝達アドミタ
ンスｈｒ、：　トランジスタ５の小信号電流増幅率ｒ０
：トランジスタ５のエミッタ抵抗 器に、第３図は第２図（ｂ）のａ−ｂ間に発生する電圧
を発振器Ｏ３Ｃに置き換えて示したもので、ＶＯＩは発
振器ＯＳＣの出力電圧、ＶＯ２はｃ−ｄ間に発生する電
圧である。ここでＶＯＩとＶＯ２の関係を求めると、以
下のようになる。

ンヒータンスＺ０を求めると以下のようになる。

これらのエレクトレットコンデンサマイクロホンを負荷
ＲＬ！に接続するとＲ１２端に発生する電圧ＶＯ３は以
下のように示される。

■、■、■、■式を０式に代入してｒｎｓｓとＶＯ３／
Ｖ１．の関係を求めると、次の■式のようになる。

また、ｃ−ｄ端からトランジスタ５側をみたイｈず。

■弐からＩ’ＥＴの１０８．とＶ。３　／　Ｖ　ｉ　ｎ
の関係を求めると、第４図の実線のようになる。ただし
、第４図で１゜−２００μＡ、ＲＬ　＝３　ｋΩ、トラ
ンジスタ５のｈｔａ＝３００　、４００　、５００とし
、Ｒｔ、　ｚ　＝　２００Ω、ｒ、　”＝０．０２６／
　Ｉ　Ｅとして計算した。また、ＦＥＴは東芝製２５に
６２５を用い、Ｉ　ＤＳＳとＧｍの関係はカタログデー
タより求めた。

第４図の点線は従来のエレクトレットコンデンサマイク
ロホンの場合に■を変換したＶ　Ｏ／　Ｖ　ｉ　ｎ＝ｇ
＋ｎＸＲＬ＋の関係より、Ｖ　Ｏ／　Ｖ　ｉ　ｎを求め
たものである。ただし、ＲＬ　ｌ　＝　１２００Ωとし
た。このように、ＩｏやＲＬ、、として適当な値を選ぶ
と、ＮＥＴの１８３．のばらつきにより出力電圧が下が
った時は出力インピーダンスが下がり、出力電圧が上が
った時は出力インピーダンスが上がるために、結果とし
て負荷抵抗ＲＬＩ端における電圧の変動が小さくなると
いう効果をもつ。第５図の曲線Ｉ、■は、ｈ、、＝４０
０としたときの出力インピーダンスと開放出力電圧の関
係を示す。すなわち、■は０式に基づいて求めた出力イ
ンピーダンスＺ０を示し、■は■を変換してＶ　（１３
／　Ｖ　Ｈ、について求めたときのゲイン（Ｖ　０３／
　Ｖ　ｉｎ）を示す。

（５）発明の効果 以上詳細に説明したように、本発明はＦＥＴの１０゜の
ばらつきによる出力感度のばらつきを従来のエレクトレ
ットコンデンサマイクロホンよりも小さくできるいう利
点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、Φ）は従来のエレクトレットコンデンサ
マイクロホンの等価回路図、第２図（ａ）、　（ｂ）及
び第３図は本発明のエレクトレットコンデンサマイクロ
ホンの回路図、第４図は従来と本発明によるエレクトレ
ットコンデンサマイクロホンにおける出力感度のばらつ
きを比較した特性図、第５図は出力開放時のゲインと出
力インピーダンスの変化を示した特性図である。 １・・・エレクトレット振動膜、　　２・・・ゲート抵
抗、３・・・インピーダンス変換用の電界効果トランシ
フ１、　夕（ＦＥＴ）、　　４，４ａ・・・マイクロホ
ン出力端子、ＲＬＩ・・・付加抵抗、　ＲＬＩ・・・負
荷、　　Ｉ・・・直流電流、　■。・・・電源供給端子
、　■。□・・・出力端子、　Ｇ・・・アース端子、　
　５・・・トランジスタ、６・・・定電流源、　Ｃ０・
・・直流遮断のためのコンデンサ、　Ｒ４・・・抵抗器
。 翳］　２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 定電流により動作すると共に、インピーダンス変換器を
   有するエレクトレットコンデンサマイクロホンにおいて
   、初段にインピーダンス変換用の電界効果トランジスタ
   を配し更に次段にインピーダンス変換用のトランジスタ
   を配したインピーダンス変換回路を内蔵し、前記電界効
   果トランジスタのゲート・ソース間電圧Ｖ＿Ｇ＿Ｓ＝０
   のときのドレインの電流のばらつきによる出力電圧の変
   動を出力インピーダンスの変化により低減するように構
   成されたことを特徴とするエレクトレットコンデンサマ
   イクロホン。