电容咪头的结构。
2025-04-14
电容咪头主要利用声波作用于金属振膜时，膜片发生振动，改变它与固定极板之间的距离，从而使电容量发生变化，即通过负载电阻获得振膜和背极的静电量变化进行拾音工作。
也就是说，使用者在电容咪头的振膜和背极之间加上100～200V 直流偏压（构成极化电压），它就可以开始进行试音工作了。
如果声音响度大，膜片的振动幅度就大，则输出电压幅度就大；如果声音的音调高，膜片的振动频率就高，则输出电压变化的频率也高；如果声音的音色不同，膜片的振动规律（波形）就不同，则输出电压也有相应的波形变化。下面是电容咪头工作原理的框架：
在平行的导体上接通电池后，电容咪头的正、负电荷将会相对地均匀分布，这时在平行导体上即可充电。如果将电容咪头正、负两极其中一方固定，另一方加上声压，使距离改变，静电容量就会产生变化。一旦电容咪头的静电容量产生变化，电量也会随之产生变化。电容咪头的输出端一接上电阻，它也会产生相应的电压变化。这就是电容咪头的工作原理。
因为电容咪头在频率响应，灵敏度、固有噪声，失真度等基础性能方面有一定优势。一直以来，它都是声学研究领域中的一项热门内容。
起初，电容咪头（传声器）的研究工作基本是以荷兰、瑞士、德国等欧洲国家主导。后来，美国、加拿大和丹麦等欧美发达国家也开始研究。目前，电容咪头较为典型的两种结构——双芯片和单芯片，都是由国外研究设计的。
1993年，我国才开始研究电容咪头。虽然起步比较晚，但进步很快。仅两年时间，清华大学微电子所就首次实现了单硅片纹膜传声器的制作，在 1mm²的芯片上和10V 极化电压下，其开路灵敏度达到 14.2mV/Pa，比同样大小的已报道的平膜传声器高出数倍，相应的频率响应也具有 10kHz 左右的带宽。这一研究成果表明，采用纹膜结构大大降低了膜的初始应力对机械灵敏度的影响，有效地提高了传声器的机械灵敏度，并改善了器件性能的重复性和稳定性。同时，也简化了制作工艺，使之与IC 工艺基本兼容，提高了生产效率。
电容咪头结构图
由于电容咪头的结构可塑性大，比如可以制作成不同的规格尺寸。同时，电容咪头性能优良，具有低噪声、宽频响、宽动态范围、可变指向性等优势。在结构上，由于电容咪头的电场分布均一，振膜不是凹凸不平，所以电容咪头可以将振膜绷紧至接近弹性的极限，使振膜忠实振动以及振膜能够保持较大的面积等。这些因素决定了传声器的重放频带和灵敏度。从频率特性来看，低频可重放到0 Hz附近，高频可平坦地重放到振动系统的谐振频率。在宽频带范围内，都可获得均一而又平坦的特性。
由于优越的产品性能，电容咪头已经占据当今电声市场的份额远超50%。随着未来微型电子的普及应用，电容咪头的市场更是不可估量。
但是电容咪头也有其局限性，如需要提供稳定电流、价格昂贵、灵敏度高、容易出现啸叫等。这也是电容咪头至今无法取代动圈式传声器的原因之一。
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