[发明专利]微测辐射热计的等效电路模型

说明书

本发明的实施方式提供了一种微测辐射热计的等效电路模型。该模型包括：微测辐射热计电阻模型(10)，所述微测辐射热计电阻模型(10)包括连接电阻(Rconn)和敏感电阻(r)，微测辐射热计温度变化回路(20)，所述微测辐射热计温度变化回路(20)用于模拟温升(θ)随焦耳热(Q)、净入射功率(P1)、热导(Gth)以及热容(Cth)的变化，通过所述温升(θ)能够得到所述敏感电阻(r)。通过该等效电路模型，微测辐射热计的热电效应可以在读出电路(ROIC)设计软件中进行高精度的仿真，保证了读出电路设计的准确性，节省了开发时间和成本。

技术领域

本发明涉及红外成像技术，特别是涉及红外成像技术中的非制冷红外焦平面阵列读出电路。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

目前，非制冷红外成像技术在军事、工农业、医学、天文等领域有着重要的应用。作为非制冷红外成像技术核心的红外焦平面阵列，包括红外探测器阵列和读出电路两部分。其中，微测辐射热计焦平面阵列(FPA)具有较高的灵敏度，是应用最广泛的一种非制冷红外焦平面阵列，其工作原理是热敏材料吸收入射的红外辐射后温度改变，从而引起自身电阻值的变化，通过测量其电阻值的变化探测红外辐射信号的大小。

微测辐射热计是一种电阻型热传感器，普遍采用微机械加工技术制作的悬臂梁微桥结构。桥面沉积有一层具有高电阻温度系数(TCR)的热敏材料，桥面由两条具有良好力学性能并镀有导电材料的桥腿支撑，桥腿与衬底的接触点为桥墩，桥墩电学上连接到微测辐射热计下的硅读出电路(ROIC)上。通过桥腿和桥墩，热敏材料连接到读出电路的电学通道中，形成一个对温度敏感并连接到读出电路上的像素单元。

读出电路的作用则是完成微测辐射热计(以下简称像元)信号的处理和读出，读出电路设计和仿真的准确性对探测器开发的成败有重要影响，所以，如何对微测辐射热计的热学、电学效应进行准确的仿真建模就是探测器开发的一个重要工作。现有技术在测量其电阻值的变化时由于在仿真一起里没有测量温升的模型，因此常常忽略掉温升的大小，而本申请通过设计出微测辐射热计的等效电路模型，进而可以根据该等效电路模型计算出温升的大小从而更加准确的描述微测辐射热计的热学、电学效应。

发明内容

在下文中给出了关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明解决的技术问题之一是提供多种等效电路模型用于准确描述微测辐射热计的热学、电学效应，为读出电路和探测器开发提供一个可靠的工具。

本发明的一个方面提供了一种微测辐射热计的等效电路模型，其特征在于该模型包括：微测辐射热计电阻模型(10)，所述微测辐射热计电阻模型(10)包括连接电阻(Rconn)和敏感电阻(r)，微测辐射热计温度变化回路(20)，所述微测辐射热计温度变化回路(20)用于模拟温升(θ)随焦耳热(Q)、净入射功率(P1)、热导(Gth)以及热容(Cth)的变化，通过所述温升(θ)能够得到所述敏感电阻(r)。

通过本发明的等效电路模型，微测辐射热计的热电效应可以在读出电路(ROIC)设计软件中进行高精度的仿真，保证了读出电路设计的准确性，节省了开发时间和成本。

通过以下结合附图对本发明的优选实施例的详细说明，本发明的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：