DE19846254C2 - Infrarotsensor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Infrarot­ sensor und insbesondere auf einen pyroelektrischen Infrarot­ sensor, der beispielsweise bei einem Einbrecheralarmsystem oder bei einem Sicherheitssystem für den Zweck des Erfassens einer Person verwendet werden soll.

Fig. 11 ist ein Schaltungsdiagramm, das die Basisschaltung eines Infrarotsensors zeigt. Der Infrarotsensor, der allge­ mein mit 1 bezeichnet ist, weist ein pyroelektrisches Ele­ ment 2 auf. Das pyroelektrische Element 2 weist beispiels­ weise ein pyroelektrisches Substrat und Elektroden auf, die auf beiden Oberflächen des pyroelektrischen Substrats ge­ bildet sind. Ein Beispiel ist im folgenden in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben. Folglich wird ein Paar von pyroelektri­ schen Körpern, die in entgegengesetzten Richtungen polari­ siert sind, wie es durch Pfeile in Fig. 11 gezeigt ist, se­ riell geschaltet, um das pyroelektrische Element zu bilden. Ein Widerstand ist äquivalent zu der Serienschaltung der pyroelektrischen Elemente parallel geschaltet. Das pyroelek­ trische Element 2 weist einen Anschluß auf, der mit dem Gate G eines Feldeffekttransistors (FET) 3 verbunden ist, und der andere Anschluß ist mit der Masse verbunden. Die Drain D und die Source S des FET 3 dienen als Eingangs- und Ausgangs- Anschlüsse des Infrarotsensors 1.

Beim Betrieb dieses Infrarotsensors 1 erzeugt das pyroelek­ trische Element 2, dem thermische Energie zugeführt wird, pyroelektrischen Strom, der als eine Spannung durch eine Impedanztransformation, die durch den Widerstand und den FET 3 bewirkt wird, ausgegeben wird. Der Infrarotsensor 1 ist sogar gegenüber Infrarotstrahlen mit einer sehr niedrigen Intensität empfindlich. Die hohe Empfindlichkeit gegenüber einem kleinen Energieeingang stellt auf der anderen Seite ein Problem dahingehend dar, daß der Infrarotsensor 1 nicht gegenüber äußerem Rauschen stabil ist. Insbesondere neigt der Infrarotsensor dazu, durch RF-Rauschen von Frequenzen, die von 100 MHz bis 2 GHz reichen, beeinflußt zu werden, was zu einer Fehlfunktion führt. Um ein derartiges RF-Rauschen zu eliminieren, offenbart die Japanische offengelegte Patentveröffentlichung Nr. 60-125530 eine Schaltung, bei der Kondensatoren zwischen die Drain D des FET 3 und Masse und zwischen die Source S und Masse des FET 3 geschaltet sind.

Allgemein kann ein Infrarotsensor der Art, die beschrieben ist, eine Struktur aufweisen, wie es in Fig. 12 dargestellt ist. Der Infrarotsensor 1 weist einen Stumpf 4 auf, der fer­ ner als ein Gehäuse dient. Der Stumpf 4 weist eine schei­ benförmige Metallbasis 4a und drei Anschlüsse 4b, 4c und 4d auf, die sich von der Metallbasis 4a erstrecken. Der An­ schluß 4d dieser drei Anschlüsse 4b, 4c, 4d ist elektrisch mit der Metallbasis 4a verbunden, während die anderen An­ schlüsse 4b, 4c von der Metallbasis 4a isoliert sind. Diese Anschlüsse 4b, 4c, 4d sind derart gebildet, um nach oben über die Metallbasis 4a vorzustehen.

Ein Substrat 5 liegt auf der Metallbasis 4a. Strukturelek­ troden 6a, 6b, 6c und 6d sind auf der oberen Oberfläche des Substrats 5 gebildet. Löcher sind dort in den Abschnitten des Substrats 5 gebildet, wo die Strukturelektroden 6a, 6b, 6c gebildet sind, und die vorher erwähnten Anschlüsse 4b, 4c, 4d werden in diesen Löchern aufgenommen. Der Massean­ schluß 4d ist mit der Strukturelektrode 6a verbunden, wäh­ rend die Elektroden 4b und 4c jeweils mit den Strukturelek­ troden 6b und 6c verbunden sind.

Mit der Strukturelektrode 6d ist das Gate G des FET 3 ver­ bunden, während die Strukturelektroden 6b, 6c mit der Drain D und der Source 5 des FET 3 verbunden sind. Kondensatoren 7 sind jeweils zwischen die Strukturelektroden 6a und 6b und zwischen die Strukturelektroden 6a und 6c geschaltet. Ein pyroelektrisches Element 2 ist mit den Strukturelektroden 6a und 6d durch Träger 8 verbunden, die aus einem elektrisch leitfähigen Material bestehen. Die beschriebene Struktur ist mit einer Abdeckung 9 abgedeckt, die ein infrarotdurchlässi­ ges Filter aufweist.

Bei diesem Infrarotsensor 1 wird RF-Rauschen durch die Kon­ densatoren 7 entfernt, die zwischen die Drain D des FET 3 und Masse und zwischen die Source S des FET 3 und Masse ge­ schaltet sind, wodurch eine Fehlfunktion, die dem RF-Rau­ schen zugeschrieben wird, unterdrückt wird.

Es wird jedoch ein Widerstand und eine Induktivität in den Strukturelektroden und den Anschlüssen an dem Substrat er­ zeugt. Ähnlich werden ein Widerstand und eine Induktivität ferner in dem Masseanschluß zwischen der Metallbasis und dem Substrat gebildet.

Folglich weist der Infrarotsensor 1 eine Schaltung, wie in Fig. 13 gezeigt, auf, die es nicht schafft, RF-Rauschen auf­ grund des Widerstands und der Induktivität zu entfernen, die in den Strukturelektroden und den Anschlüssen erzeugt wer­ den.

Es sei ferner bemerkt, daß die Reduktion der Größe des Sub­ strats nicht ohne weiteres, aufgrund der Notwendigkeit des Vorsehens von Kondensatoren an dem Substrat, möglich ist. Außerdem erhöht die Verwendung von Kondensatoren die Kosten. Aus diesen Gründen können die Antirauschmaßnahmen, die Kon­ densatoren verwenden, lediglich für bestimmte Produkttypen verwendet werden, die einen hohen Preis tolerieren.

Aus der US 4,626,687 ist ein Infrarotsensor bekannt, bei dem ein Feldeffekttransistor zur Erfassung des durch ein py­ roelektrisches Element erzeugten Signals verwendet wird, wo­ bei zwischen die Sourceelektrode des Feldeffekttransistors und Masse und zwischen die Drainelektrode des Feldeffekt­ transistors und Masse jeweils eine Kapazität geschaltet ist, um den Einfluß von elektrischen Hochfrequenzfeldern zu eli­ minieren.

In der DE 196 16 549 A1 ist ein pyroelektrischer Infrarotde­ tektor beschrieben, bei dem zwischen Drainanschluß und Sour­ ceanschluß eines verwendeten Feldeffekttransistors eine Ka­ pazität geschaltet ist, um Hochfrequenzeinflüsse auszuschal­ ten.

Schließlich zeigt die EP 0781982 A1 einen Infrarotdetektor, bei dem ein Feldeffekttransistor grundsätzlich einen Aufbau aufweist, der vergleichbar zu dem ist, der oben bezugnehmend auf Fig. 12 beschrieben ist, mit Ausnahme der Entstörungska­ pazitäten. Der Infrarotdetektor gemäß der EP-A-0781982 weist ferner ein Abstandselement zwischen Substrat und Infraroter­ fassungselement auf, wobei in dem Abstandselement eine Aus­ nehmung gebildet ist, in der der Feldeffekttransistor ange­ ordnet ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen kostengünstigen Infrarotsensor zu schaffen, der stabil ein HF-Rauschen entfernen kann, und der ohne weiteres minia­ turisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch einen Infrarotsensor gemäß Anspruch 1 gelöst.

Der Infrarotsensor weist folgende Merkmale auf: einen Stumpf mit einer Metallbasis, die als eine Masse dient, und einem Anschluß, der sich von der Metallbasis erstreckt; ein Substrat, das auf der Metallbasis angeordnet ist; einen Feldeffekttransistor, der an dem Substrat befestigt ist; ein pyroelektrisches Element, das zwischen das Gate des Feldeffekttransistors und Masse geschaltet ist; und einen Kondensator, der zwischen Masse und den Drainanschluß und/oder den Sourceanschluß des Feldeffekttransistors geschaltet ist. Eine der Elektroden des Kondensators ist di­ rekt mit der Metallbasis des Stumpfes verbunden, während die andere Elektrode des Kondensators direkt mit dem jeweiligen Anschluß durch ein leitfähiges Verbindungsmaterial verbunden ist.

Bei diesem Infrarotsensor kann die Anordnung derart sein, daß eine der Elektroden des Kondensators mit einem flachen Oberflächenabschnitt der Metallbasis verbunden ist, und die andere Elektrode des Kondensators mit dem Anschluß verbunden ist, und der Kondensator auf einer vertikalen lateralen Flä­ che, die das Substrat aufweist, angeordnet ist.

Der Kondensator kann ferner in einem Loch oder einer Aus­ nehmung angeordnet sein, die in dem Substrat gebildet ist.

Der Infrarotsensor kann ferner ein isolierendes Abstandstück aufweisen, das zwischen der Metallbasis und dem Substrat vorgesehen ist.

Die Anordnung kann ferner derart sein, daß ein Vorstand an der Metallbasis des Stumpfes gebildet ist, wobei die eine der Elektroden des Kondensators mit dem Vorstand verbunden ist, während die andere Elektrode des Kondensators mit dem Anschluß an der oberen Seite des Substrats verbunden ist.

Die direkte Verbindung zwischen einer der Elektroden des Kondensators und der Metallbasis dient dazu, den Einfluß des Widerstands und der Induktivität zu reduzieren, die in dem Abschnitt des Masseanschlusses zwischen dem Substrat und der Metallbasis erzeugt werden. Die direkte Verbindung zwischen der anderen Elektrode des Kondensators und dem Anschluß durch das leitfähige Verbindungsmaterial dient dazu, um den Einfluß des Widerstandes und der Induktivität zu reduzieren, die in Strukturelektroden erzeugt werden. Der Widerstand und die Induktivität, die in dem Anschluß erzeugt werden, der mit der anderen Elektrode des Kondensators verbunden ist, bilden zusammen mit der Kapazität des Kondensators, der parallel dazu geschaltet ist, einen offenen Schwingkreis, der effektiv RF-Rauschen sammelt.

Die direkte Verbindung zwischen einer der Elektroden des Kondensators und der Metallbasis eliminiert die Notwendig­ keit eine Strukturelektrode, die beim Stand der Technik notwendig ist, über eine wesentliche Länge auf dem Substrat von der Kondensatorelektrode zu dem Anschluß zu legen was folglich zu einer Reduktion der Größe des Substrats bei­ trägt. Dies erleichtert die Minaturisierung des Infrarot­ sensors und ermöglicht folglich eine Reduktion des Infrarot­ sensorpreises.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbei­ spiels des Infrarotsensors gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer entfernten Abdeckung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht des in Fig. 1 gezeigten Infrarotsensors;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines pyroelektrischen Elements, das bei dem Infrarotsensor von Fig. 1 verwendet wird;

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltung zeigt, die äquivalent zu dem Infrarotsensor von Fig. 1 ist;

Fig. 5 einen Graph, der Anti-RF-Rauschcharakteristika des Infrarotsensors gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 6 einen Graph, der Anti-RF-Rauschcharakteristika eines bekannten Infrarotsensors zeigt;

Fig. 7 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels des Infrarotsensors gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 8 eine perspektivische Ansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des Infrarotsensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels des Infrarotsensors gemäß der vor­ liegenden Erfindung;

Fig. 10 eine perspektivische Ansicht eines noch weiteren Ausführungsbeispiels des Infrarotsensors gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 11 ein Schaltungsdiagramm, das einen bekannten gewöhn­ lichen Infrarotsensor zeigt;

Fig. 12 eine perspektivische Explosionsansicht eines be­ kannten Infrarotsensors; und

Fig. 13 ein Schaltungsdiagramm, das eine Schaltung zeigt, die im wesentlichen äquivalent zu dem Infrarotsen­ sor von Fig. 12 ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erklärt.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Ausführungs­ beispiels des Infrarotsensors gemäß der vorliegenden Erfin­ dung, mit einer entfernten Abdeckung, während Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht des Infrarotsensors ist. Der Infrarotsensor, der allgemein mit 10 bezeichnet ist, um­ faßt einen Stumpf 12. Der Stumpf 12 weist eine plattenförmi­ ge Metallbasis 14 auf, die, wie bei 14a, gestuft ist. Drei Durchgangslöcher sind in der Metallbasis 14 gebildet. Diese Löcher nehmen die Anschlüsse 16a, 16b und 16c auf. Zwei An­ schlüsse 16a, 16b dieser drei Anschlüsse sind in den Löchern befestigt, während dieselben von der Metallbasis 14, beispielsweise durch ein Glas, isoliert sind, während der Rest 16c mit der Metallbasis 14, beispielsweise durch Löten, elektrisch verbunden ist.

Ein Abstandsstück 18, das aus einem isolierenden Material besteht, ist an der Metallbasis 14 befestigt. Durchgangslö­ cher 18a, 18b und 18c sind in dem Abstandsstück 18 an Posi­ tionen gebildet, die den oben erwähnten drei Anschlüssen 16a, 16b und 16c entsprechen. Das Abstandsstück 18 weist ferner ein Mitteldurchgangsloch 18d auf. Die Durchgangslö­ cher 18a, 18b und 18c nehmen die Anschlüsse 16a, 16b und 16c auf. Ein Substrat 20 ist auf dem Abstandsstück 18 plaziert.

Durchgangslöcher 20a, 20b und 20c sind in dem Substrat 20 an Positionen gebildet, die den oben erwähnten drei Anschlüssen 16a, 16b und 16c entsprechen. Elektroden 22a, 22b und 22c sind auf einer Hauptoberfläche des Substrats 20 an Positio­ nen benachbart zu den Durchgangslöchern 20a, 20b und 20c ge­ bildet. Eine weitere Elektrode 22d ist auf dieser Hauptober­ fläche des Substrats 20 gebildet. Drei Elektroden 24a, 24b und 24c sind auf einer anderen Hauptoberfläche des Substrats 20 gebildet. Die Elektroden 24a und 24b sind Seite an Seite gebildet, und dieselben sind angeordnet, um den Elektroden 22a, 22b gegenüber zu liegen, während die Elektrode 24c L- förmig ist, und ein Ende aufweist, das der Elektrode 22d gegenüberliegt. Die Elektroden 22a und 22b, die auf der zu­ erst erwähnten Hauptoberfläche des Substrats 20 gebildet sind, sind elektrisch mit den Elektroden 24a und 24b auf der zweiten erwähnten Hauptoberfläche des Substrats 20 über Durchgangslöcher verbunden. Ähnlich ist die Elektrode 22d auf der zuerst erwähnten Hauptoberfläche des Substrats 20 mit der Elektrode 24c auf der zweiten erwähnten Hauptober­ fläche desselben über ein Durchgangsloch verbunden.

Ein Feldeffekttransistor (FET) 26 ist an der zweiten erwähn­ ten Hauptoberfläche des Substrats 20 befestigt. Die Drain D und die Source S des FET 26 sind mit Elektroden 24a und 24b verbunden, während das Gate G desselben mit der Elektrode 24c verbunden ist. Die Anschlüsse 16a, 16b und 16c er­ strecken sich durch die Durchgangslöcher 18a, 18b und 18c des Abstandsstücks 18 und durch die Durchgangslöcher 20a und 20b und 20c des Substrats 20, und der FET 26 wird in dem Durchgangsloch 18d, das in dem Abstandstück 18 gebildet ist, aufgenommen. In diesem Zustand sind die Anschlüsse 16a, 16b und 16c mit den Elektroden 22a, 22b bzw. 22c verbunden.

Träger 28a, 28b, die aus einem elektrisch leitfähigen Mate­ rial bestehen, sind an den Elektroden 22c, 22d des Substrats 20 vorgesehen, und ein pyroelektrisches Element 30 wird durch die Träger 28a, 28b getragen. Wie es aus Fig. 3 sicht­ bar ist, weist das pyroelektrische Element 30 ein pyroelek­ trisches Substrat 32 an einer Hauptoberfläche auf, aus dem ein Paar von Elektroden 34a und 34b gebildet ist. Diese Elektroden 34a und 34b sind durch eine verbindende Elektrode 34c miteinander verbunden, wodurch eine allgemein H-förmige Elektrode gebildet ist. Ein Paar von Elektroden 36a und 36b ist auf der anderen Hauptoberfläche des pyroelektrischen Substrats 32 gebildet, um den Elektroden 34a und 34b gegen­ über zu liegen. Das pyroelektrische Substrat 32 ist in der Dickenrichtung polarisiert. Das pyroelektrische Element 30 sieht eine Schaltung vor, die äquivalent zu einem Paar von pyroelektrischen Elementen ist, die in entgegengesetzten Richtungen polarisiert sind und die seriell zwischen diese Elektroden 36a und 36b geschaltet sind, wobei die Elektroden 36a und 36b als Eingangs- und Ausgangs-Anschlüsse dienen. Diese Elektroden 36a und 36b sind mit den Elektroden 22c und 22d auf dem Substrat 20 über Träger 28a und 28b verbunden.

Ein Paar von Kondensatoren 38 und 40 ist an einer vertikalen Oberfläche, die durch die Seitenoberflächen des Abstand­ stücks 18 und das Substrat 20 gebildet ist, vorgesehen. Je­ der dieser Kondensatoren 38 und 40 kann ein bekannter mono­ lithischer Chipkondensator mit äußeren Elektroden sein, die an beiden Enden einer Laminatstruktur vorgesehen sind, die durch dielektrische Schichten und innere Elektrodenschich­ ten, die abwechselnd aufeinander geschichtet sind, gebildet ist. Ein äußerer Anschluß jedes der Kondensatoren 38 und 40 ist mit der Metallbasis 14 durch einen elektrisch leitfähi­ gen Klebstoff 42 verbunden, der als ein leitfähiges Verbin­ dungsmaterial dient. Der andere äußere Anschluß des Konden­ sators 38 ist direkt mit dem Anschluß 16a durch den elek­ trisch leitfähigen Klebstoff 42 verbunden. Der andere äußere Anschluß des Kondensators 40 ist direkt mit dem Anschluß 16b durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff 42 verbunden. Der Stumpf 12 ist mit einer Abdeckung 44 abgedeckt. Die Ab­ deckung 44 ist mit einem Fenster versehen, das mit einem infrarotdurchlässigen Filter 46 verschlossen ist. Die Ab­ deckung 44 paßt auf die Stufe 14a der Metallbasis 14.

Der Infrarotsensor 10 weist eine Schaltung, wie in Fig. 4 gezeigt, auf. Ein pyroelektrischer Strom wird in dem pyro­ elektrischen Element 30 erzeugt, wenn thermische Energie zu dem pyroelektrischen Element 30 geliefert wird. Der pyro­ elektrische Strom wird durch den Widerstand in dem pyroelek­ trischen Element 30 und den FET 26 impedanztransformiert, so daß derselbe als eine Spannung ausgegeben wird.

Bei diesem Infrarotsensor 10 ist eine der Elektroden jedes der Kondensatoren 38 und 40 direkt mit der Metallbasis 14 des Stumpfes 12 verbunden. Daher wird weder ein Widerstand noch eine Induktivität zwischen einer derartigen Elektrode und der Metallbasis 14 erzeugt. Die verbleibenden Elektroden des Kondensators 38 und 40 sind direkt mit den Anschlüssen 16a und 16b durch den elektrisch leitfähigen Klebstoff 42 verbunden, wobei die Elektrodenabschnitte des Substrats 20 ausgelassen werden, ohne die Erzeugung eines Widerstands und einer Induktivität dazwischen zu bewirken. Folglich werden Widerstände und Induktivitäten, die in den Anschlüssen 16a und 16b erzeugt werden, die mit den Elektroden 22a und 22b verbunden sind, Hauptfaktoren, die die Charakteristika des Infrarotsensors 10 beeinflussen. Diese Widerstände und In­ duktivitäten bilden in Kombination mit den Kapazitäten, die durch die Kondensatoren 38 und 40 dargestellt werden, die parallel dazu geschaltet sind, offene Schwingkreise, die effektiv RF-Rauschen aufnehmen, was folglich stabile Schal­ tungen zum Eliminieren des Einflusses von RF-Rauschen er­ möglicht.

Fig. 5 und 6 sind Graphen, die die RF-Widerstandscharakte­ ristika des beschriebenen Infrarotsensors 10 und eines be­ kannten Infrarotsensors zeigen. Wie es aus den Figuren sichtbar ist, wird der bekannte Infrarotsensor wesentlich durch Rauschen inbesondere bei hohen Frequenzen oberhalb von 900 MHz beeinflußt, während der Infrarotsensor 10 der vor­ liegenden Erfindung nicht wesentlich durch RF-Rauschen be­ einflußt wird.

Folglich wird bei dem Infrarotsensor 10 der vorliegenden Erfindung der Einfluß der Widerstände und Induktivitäten, die in dem Masseanschluß 16c und den Substratelektroden erzeugt werden, vermindert, während zur gleichen Zeit der Einfluß des RF-Rauschens ebenfalls durch effizientes Nutzen der Widerstände und Induktivitäten, die in den anderen An­ schlüssen 16a und 16b erzeugt werden, unterdrückt wird. Außerdem können die Kondensatoren 38 und 40, die an einer vertikalen lateralen Fläche, die durch das Abstandstück 18 und das Substrat 20 definiert ist, angeordnet sind, in der Nähe der Anschlüsse 16a und 16b positioniert sein. Dies eliminiert die Notwendigkeit, daß die Strukturelektroden über wesentliche Längen auf dem Substrat 20 gelegt werden müssen, was es folglich ermöglicht, daß das Substrat 20 eine reduzierte Größe aufweist. Dies erleichtert die Miniaturi­ sierung des Infrarotsensors 10 und daher eine Reduktion des Preises des Infrarotsensors 10.

Der Infrarotsensor 10 kann, wie in Fig. 7 gezeigt, ohne die Verwendung eines Abstandstücks aufgebaut werden. Insbeson­ dere ist bei dem Infrarotsensor 10, der in Fig. 7 gezeigt ist, das Substrat 20 auf den Anschlüssen 16a, 16b und 16c plaziert, und die Kondensatoren 38 und 40 sind zwischen der Unterseite des Substrats 20 und der Metallbasis 14 plaziert. Die Kondensatoren 38 und 40 sind direkt mit den Anschlüssen 16a und 16b an der Unterseite des Substrats 20 durch einen elektrisch leitfähigen Klebstoff verbunden.

Die Anordnung kann ferner derart sein, daß, wie in Fig. 8 gezeigt, Durchgangslöcher in dem Abstandstück 18 und dem Substrat 20 gebildet sind, um die Kondensatoren 38 und 40 aufzunehmen, und daß Verbindungen zwischen den Kondensatoren 38, 40 und der Metallbasis 14, sowie zwischen diesen Kon­ densatoren und den Anschlüssen 16a, 16b in diesen Durch­ gangslöchern erreicht werden.

Die Anordnung kann ferner derart sein, daß, wie in Fig. 9 gezeigt, elektrische Verbindungen zwischen den Kondensatoren 38, 40 und der Metallbasis, sowie elektrische Verbindungen, zwischen diesen Kondensatoren und den Anschlüssen 16a, 16b, in Ausnehmungen, die in dem Abstandstück 18 und dem Substrat 20 gebildet sind, erreicht werden.

Wie in Fig. 10 gezeigt, kann der Infrarotsensor der vorliegenden Erfin­ dung einen quadratischen oder rechteckigen Vorstand 48 auf­ weisen, der an der Metallbasis 14 gebildet ist. Der Vorstand 48 wird in einem entsprechend konfigurierten Loch, das in dem Substrat 20 gebildet ist, aufgenommen. Eine Elektrode des Kondensators 38 und eine Elektrode des Kondensators 40 sind mit gegenüberliegenden Oberflächen des Vorstands 48 verbunden. Das pyroelektrische Element 30 ist auf dem Vor­ stand 48 und auf dem Substrat 20 durch Zwischenträger 28a, 28b plaziert. Obwohl es in Fig. 10 nicht gezeigt ist, ist der FET 26 dieses Infrarotsensors 10 an dem Substrat 20 befestigt.

Bei jedem dieser Infrarotsensoren 10 sind offene Schwing­ kreise durch die Widerstände und Induktivitäten, die durch die Anschlüsse 16a und 16b zusammen mit den Kapazitäten der Kondensatoren 38 und 40 gebildet sind, gebildet. Zur glei­ chen Zeit kann der Einfluß von Widerständen und Induktivi­ täten, die in anderen Abschnitten des Sensors erzeugt wer­ den, reduziert werden. Es ist daher möglich, RF-Rauschen in den offenen Schwingkreisen zu sammeln, und die Größe des In­ frarotsensors 10 zu reduzieren.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, stabil RF- Rauschen zu entfernen, das sonst ungünstig das Verhalten des Infrarotsensors beeinflußt. Die Erfindung erleichtert ferner die Miniaturisierung des Infrarotsensors, was eine Reduktion der Kosten des Infrarotsensors ermöglicht.

Claims (11)

1. Infrarotsensor (10) mit folgenden Merkmalen:
einer Metallbasis (14), die als Masse dient, und einem Masseanschluß (16c), der sich von der Metallbasis (14) erstreckt;
einem Substrat (20), das auf der Metallbasis (14) ange­ ordnet ist;
einem Feldeffekttransistor (26), der an dem Substrat (20) befestigt ist;
einem pyroelektrischen Element (30), das zwischen den Gateanschluß (G) des Feldeffekttransistors (26) und Masse geschaltet ist, wobei das pyroelektrische Element (30) auf dem Substrat (20) angeordnet ist; und
einem Kondensator (38) mit zwei Elektroden, der zwi­ schen Masse und entweder den Drainanschluß (D) des Feldeffekttransistors (26) oder den Sourceanschluß (S) des Feldeffekttransistors (26) geschaltet ist,
wobei
der Kondensator (38) auf der Metallbasis (14) angeordnet ist,
daß eine der Elektroden des Kondensators (38) direkt mit der Metallbasis (14) verbunden ist, und die an­ dere Elektrode des Kondensators (38) direkt mit dem entsprechenden von Drainanschluß (D) und Sourcean­ schluß (S) verbunden ist.

2. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1, bei dem die eine der Elektroden des Kondensators (38) mit einem flachen Oberflächenabschnitt der Metallbasis (14) verbunden ist und die andere Elektrode des Kondensators (38) mit dem entsprechenden von Drainanschluß (D) und Sourcean­ schluß (S) verbunden ist, und bei dem der Kondensator (38) an einer vertikalen lateralen Fläche angeordnet ist, die das Substrat (20) aufweist.

3. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1 oder 2, der ferner ein isolierendes Abstandstück (18) aufweist, das zwi­ schen der Metallbasis (14) und dem Substrat (20) vorge­ sehen ist.

4. Infrarotsensor (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem ein Vorstand (48) an der Metallbasis (14) gebildet ist, und bei dem eine der Elek­ troden des Kondensators (38) mit dem Vorstand (48) ver­ bunden ist, während die andere Elektrode des Kondensa­ tors (38) mit dem Drainanschluß (D) oder dem Sourceanschluß (S) verbunden ist, wobei der entsprechende Anschluß auf dem Substrat (20) angeordnet ist.

5. Infrarotsensor (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem die Kondensatorelektroden mit den Anschlüssen durch ein elektrisch leitfähiges Verbindungsma­ terial (42) verbunden sind.

6. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 1, der ferner einen zweiten Kondensator (40) aufweist, der zwischen Masse und den anderen Anschluß des Drain- und des Source-Anschlusses (D, S) des Feldeffekttransistors (26) geschaltet ist, wobei der zweite Kondensator (40) zwei Elektroden aufweist, von denen eine direkt mit der Metallbasis (14) verbunden ist und die andere mit dem entsprechenden Anschluß durch ein elektrisch leitfähiges Verbindungsmaterial (42) verbunden ist.

7. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 6, bei dem der zweite Kondensator (40) unmittelbar benachbart zu einer lateralen Oberfläche angeordnet ist, die durch das Substrat (20) definiert ist.

8. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 7, der ferner ein isolierendes Abstandstück (18) aufweist, das zwischen der Metallbasis (14) und dem Substrat (20) vorgesehen ist, wobei die laterale Oberfläche sowohl durch das Substrat (20) als auch durch das isolierende Abstands­ stück (18) definiert ist.

9. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 7, bei dem die la­ terale Oberfläche im wesentlichen flach ist.

10. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 7, bei dem die late­ rale Oberfläche durch ein Loch definiert ist, das in dem Substrat (20) gebildet ist.

11. Infrarotsensor (10) gemäß Anspruch 7, bei dem die late­ rale Oberfläche durch eine Ausnehmung definiert ist, die in dem Substrat (20) gebildet ist.