CN105910719B - 一种应用于热释电探测器的测试电路 - Google Patents

一种应用于热释电探测器的测试电路 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种应用于热释电探测器的测试电路，属于热释电探测器电子技术领域。本发明的测试电路包括：探测器(1)、结型场效应管(2)、偏置电阻(3)、叉指电容(4)和保护电阻(5)；探测器(1)、偏置电阻(3)、叉指电容(4)、保护电阻(5)依次串联，偏置电阻(3)和叉指电容(4)串联后与结型场效应管(2)并联一并与探测器(1)正极端相连接，探测器(1)负极端和保护电阻(5)之间接地。本发明通过叉指电容的应用从而达到减小等效电容而不是减小电阻来提高探测器的响应速度,在保证响应度的条件下,能显著提高热释电探测器的响应速度。

Description

一种应用于热释电探测器的测试电路
技术领域
本发明属于热释电探测器电子技术领域，具体涉及一种能显著提高热释电探测器的响应速度的测试电路。
背景技术
....热释电探测器用于探测物体的热辐射，将入射到热释电光敏元的红外辐射信号转换成电信号，通过电子学电路——前置放大器作信号放大。在超高响应热释电探测器中，会设置偏置电阻阻值较大，这会降低响应速度，影响高频探测效果。所以若用减小偏置电阻的阻值方法来提高响应速度会牺牲响应率。
一般超高响应的热释电探测器为了达到超高响应会连接一个大阻值电阻，根据下述公式:
τe＝RC
则必然会大大增加器件响应时间。其中τe为电响应时间，R为等效电阻值，C为等效电容值。为了不降低器件响应率，可以在不改变电阻值的大小，通过减小等效电容的方式来达到提高器件响应速度的目的。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能显著提高热释电探测器响应速度的测试电路。本发明通过叉指电容的应用从而达到减小等效电容而不是减小电阻来提高探测器的响应速度,在保证响应度的条件下,能显著提高热释电探测器的响应速度。
本发明的技术方案如下：
一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，包括探测器、结型场效应管、偏置电阻、叉指电容和保护电阻；探测器、偏置电阻、叉指电容、保护电阻依次串联，偏置电阻和叉指电容串联后与结型场效应管并联一并再通过结型场效应管的栅极与探测器正极端相连接，探测器负极端和保护电阻之间接地。
所述结型场效应管为高输入阻抗、低噪声结型场效应晶体管，其源极、漏极与外部电路连接，从而引出信号电压，这一整体作为前级放大。
所述偏置电阻阻值范围为1GΩ～100GΩ。
所述叉指电容为低阻抗低容性通直电容器件。
本发明的创新点在于，将叉指电容应用于热释电探测器的测试电路；根据下述等效电容串联公式：
其中C为等效电容,C0为探测器本征电容，C1为外接串联电容；因为热释电探测器属于高阻抗电容性器件，与用一个电容同偏置电阻并联相比较，用一个叉指电容同偏置电阻串联的方法可以利用叉指电容电容值很小又通直流的特性减小电路的等效电容值。当C1减小甚至趋近于零时，等式右边值很大，则导致等式左边C变小甚至趋近于零。
本发明相比于现有技术，在保证响应度的条件下,能显著提高热释电探测器的响应速度，从而适应快速移动目标或辐射脉冲的探测，拓宽了热释电探测器的应用范围。
附图说明
...图1是本发明一个实施例的结构框图；其中，1是探测器，2是结型场效应管，3是偏置电阻，4是叉指电容，5是保护电阻。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细的描述，并通过实施例作进一步说明，但本发明的保护范围并不仅限于下面的实施例子：
实施例：
一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，包括探测器1、结型场效应管2、偏置电阻3、叉指电容4和保护电阻5；探测器1、偏置电阻3、叉指电容4、保护电阻5依次串联，偏置电阻3和叉指电容4串联后与结型场效应管2并联一并再通过结型场效应管2的栅极与探测器1正极端相连接，探测器1负极端和保护电阻5之间接地。
如图所示，实施例的整个电路图为前端放大部分。
本发明的实施例中,探测器1为较大电容的热释电探测器，通常，探测器电容大于10-11法拉。
本实施例中采用结型场效应晶体管2作放大器，所述结型场效应管2为高输入阻抗、低噪声结型场效应晶体管，其栅极与所述探测器1的正极端相连接，其源极、漏极与外部电路连接，所述源极是接输出信号，相当于外界放大器，所述漏极接驱动电压源，从而实现接收来自热释电探测器的信号，并可以实现阻抗变换。
本发明的实施例中为了实现超高响应，探测器1正极端连接阻值范围为1GΩ～100GΩ的偏置电阻3；
本发明的实施例中为了达到提高响应速度的目的,叉指电容4串联在偏置电阻3上，通过小电容的串联，大大降低前端输入电容值，并且不影响直流通过。
本发明的实施例中,通过具体的实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，包括探测器(1)、结型场效应管(2)、偏置电阻(3)、叉指电容(4)和保护电阻(5)；探测器(1)、偏置电阻(3)、叉指电容(4)、保护电阻(5)依次串联，偏置电阻(3)和叉指电容(4)串联后与结型场效应管(2)并联一并再通过结型场效应管(2)的栅极与探测器(1)正极端相连接，探测器(1)负极端和保护电阻(5)之间接地。
2.根据权利要求1所述的一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，所述结型场效应管(2)为高输入阻抗、低噪声结型场效应晶体管，其源极、漏极与外部电路连接。
3.根据权利要求1所述的一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，所述偏置电阻(3)阻值范围为1GΩ～100GΩ。
4.根据权利要求1所述的一种应用于热释电探测器的测试电路，其特征在于，所述叉指电容(4)为低阻抗低容性通直电容器件。
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