CN201210089Y - 热释电红外传感器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种热释电红外传感器，包括结型场效应管、敏感元芯片、电源、栅极对地电阻、及源极对地电阻。结型场效应管的栅极与栅极对地电阻串接后接地，漏极与电源相连，源极与源极对地电阻串接后接地；敏感元芯片的一端与结型场效应管的栅极相连，另一端与结型场效应管的源极相连。本实用新型和现有的热释电红外传感器相比，未增加任何元件，在相同的红外辐射输入照射下，具有更大的输出电压信号，而信噪比保持不变。本实用新型尤其适用于运放输入噪声比较大或者为了节约成本需要减少使用一级放大器的情况，达到提升产品性能或者节约元器件成本的效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种红外传感器，特别涉及用于人体移动感应的热释电红外传感器。
背景技术
热释电红外传感器是一种将红外线辐射信号转变为电信号的探测器，现有的热释电红外传感器的电路结构如图2所示，其由结型场效应管JFET1、敏感元芯片2a、源极对地电阻RS1、栅极对地电阻RG1构成。电源VDD1跨接在JFET1的漏极D和接地端GND之间。敏感元芯片2a所输出的信号电压，接近100％被传输到输出端Vs。现有的热释电传感器电气连接采用的是场效应管源极跟随器方式，敏感元芯片2a的一端连接在结型场效应管JFET1的栅极G，另一端连接在接地端GND。
对于实际使用中的后级放大电路所使用的运算放大器，如果运算放大器输入噪声比较大，采用现有的热释电红外传感器则使运算放大器的输入噪声不能被忽略，导致放大后的信噪比劣化。此外，由于现有热释电红外传感器所输出的电压信号较小，在实际使用中一般需要两级放大才能达到足够的信号幅度，尤其是在与单片机进行信号连接时，也必须先通过放大器放大，由此导致成本的上升。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种热释电红外传感器，其和现有的热释电红外传感器相比，在相同的红外辐射输入照射下，具有更大的输出电压信号，而信噪比保持不变。
本实用新型所采用的技术方案是：一种热释电红外传感器，包括结型场效应管、敏感元芯片、电源、栅极对地电阻、及源极对地电阻；结型场效应管的栅极与栅极对地电阻串接后接地，漏极与电源相连，源极与源极对地电阻串接后接地；敏感元芯片的一端与结型场效应管的栅极相连，另一端与结型场效应管的源极相连。
本实用新型的热释电红外传感器和现有的热释电红外传感器相比，未增加任何元件，在相同的红外辐射输入照射下，输出电压信号增大了5～10倍。在后级放大电路的运算放大器的输入噪声比较大的情况下，采用本实用新型的热释电红外传感器，可以显著提高最终输出信号的信噪比，明显提升探测器的探测距离，或者提升探测器的温度稳定性。另外，由于本实用新型本身已经对信号增大了一定倍数，因此为后级放大电路减少一级放大器提供了可能性，并可以直接与部分型号的单片机实现连接，达到节约元器件成本的效果。
附图说明
图1是本实用新型的热释电红外传感器的电路结构示意图；
图2是现有的热释电红外传感器的电路结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明。
参考图1，本实用新型的热释电红外传感器，包括结型场效应管JFET、敏感元芯片2、电源VDD、栅极对地电阻RG、及源极对地电阻RS。结型场效应管JFET的栅极G与栅极对地电阻RG串接后接地，漏极D与电源VDD相连，源极S与源极对地电阻RS串接后接地。敏感元芯片2的一端与结型场效应管JFET的栅极G相连，另一端与结型场效应管JFET的源极S相连。采用上述连接方式后，敏感元芯片2所输出的信号电压，被增强后传输到输出端Vs。电压增大的倍数主要和敏感元芯片的电容、结型场效应管JFET的输入电容、结型场效应管JFET的跨导gm与源极接地电阻RS的乘积gm*RS有关，其实质是通过改变敏感元芯片的负载阻抗达到改变输出信号电压幅度的目的。对于常见的PZT陶瓷芯片敏感元，输出信号的电压增大倍数在5-10倍。也就是说，在不增加任何元件的情况下，通过改变电气连接方法，在相同的红外辐射输入照射下获得的信号比传统接法大5-10倍。同时该电路连接方式对噪声产生相同效果，即对噪声的增大倍数和对信号的增大倍数是相同的，因此，最终的输出信噪比不会发生变化。本实用新型的敏感元芯片优选为陶瓷敏感元芯片，其可由锆钛酸铅制成。本实用新型的敏感元芯片也可采用钽酸锂热释电材料制造。
Claims (2)
1、一种热释电红外传感器，包括结型场效应管、敏感元芯片、电源、栅极对地电阻、及源极对地电阻；所述结型场效应管的栅极与所述栅极对地电阻串接后接地，漏极与所述电源相连，源极与所述源极对地电阻串接后接地，其特征在于，所述敏感元芯片的一端与所述结型场效应管的栅极相连，另一端与所述结型场效应管的源极相连。
2.如权利要求1所述的热释电红外传感器，其特征在于，所述敏感元芯片为陶瓷敏感元芯片。
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN201210089Y true CN201210089Y (zh) | 2009-03-18 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102538978A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-04 | 郑州炜盛电子科技有限公司 | 四通道热释电红外传感器 |
| CN106289541A (zh) * | 2016-09-23 | 2017-01-04 | 厦门矿通科技有限公司 | 一种具有零点温度补偿的红外热释电传感电路 |
| CN110132429A (zh) * | 2019-06-10 | 2019-08-16 | 深圳市华三探感科技有限公司 | 一种传感器及其电路 |
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2008
- 2008-06-12 CN CNU2008200596128U patent/CN201210089Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| CN102538978B (zh) * | 2011-12-27 | 2013-04-03 | 郑州炜盛电子科技有限公司 | 四通道热释电红外传感器 |
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Legal Events
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20090318 |
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