[发明专利]热电红外辐射探测器

说明书

本发明涉及一种热电红外辐射探测器，尤其是这样一种热电的红外辐射探测器，它能够去除在热电红外辐射探测器内部产生的内部噪声，及由外部高频和电源噪声引起的来自外部引线的噪声(此后称为“外部噪声”)。

图1是一种常规的采用场效应晶体管(FET)的热电红外辐射探测器。如图1所示，该热电红外辐射探测器包括热电元件1、作为放大装置的场效应晶体管(FET)2、栅极电阻Rg、漏极引线3、源极引线4、接地引线5、屏蔽盒6、红外辐射透射窗7、电源8以及电阻rD和rS。这里，FET2包括栅极、漏极和源极G、D和S。另外，在屏蔽盒6内电阻rD与漏极D串联，电阻rS与源极S串联。

在具有此种结构的红外辐射探测器中，由于经由窗口7透过的红外辐射收集在热电元件1上，所以该热电元件1的电荷发生变化。因此，随着栅极电阻Rg两端的栅极电压的变化，源极电流的大小发生变化。源极电流的变化可以通过测量装在屏蔽盒6外的源极电阻Rs两端的源极电压来探测。

但是，在上述热电红外辐射探测器中，由于在屏蔽盒6外的引线3、4、5在高频时具有电感成分。通过这种电感成分，由于外部高频信号而产生了感应噪声。这种感应噪声流入热电红外辐射探测器的内部电路并引起误差。即，在高频范围内，在FET2的栅极G和漏极D间存在有分布电容，这使得这种感应噪声馈入内部电路，更具体地讲，就是在漏极引线3中产生的高频感应噪声经分布电容传送至栅极，并对栅极电压产生影响，从而给探测源极电压的电路带来误差。

在解决上述问题的一种尝试中，电阻rD和rS分别连接至屏蔽盒6中的漏极D和源极S。电阻rD和rS相对于由电抗成分引起的高频感应噪声起大阻抗的作用，但相对于用来探测低频(约1Hz)红外辐射的信号来说起直接的电阻元件的作用。因此，感应到外引线3并输入给电极D的高频噪声被电阻rD和rS衰减，借此在作为探测器输出端的源极引线4上出现的误差信号减少了。

图2是另一种常规的热电红外辐射探测器的电路图，其与图1相同的标号表示与图1相同的部件。该探测器包括一个电容9来取代电阻rD和rS(图1)，用来防止由于高频噪声引起的误差信号。

但是，尽管在这两种常规的热电红外辐射探测器中提供的用来防止高频噪声的电阻rD和rS及电容9能够有效地去除外部噪声，然而它们不能够去除热电元件产生的内部噪声，从而在热电红外辐射探测器中仍带来误差信号。

本发明的目的在于提供一种热电红外辐射探测器，它能够去除由热电元件产生的内部噪声，还能去除外部噪声。

为实现上述目的，本发明提供了一种热电红外辐射探测器，具有一热电元件、对热电元件中探测到的信号进行放大的装置、及用于将该探测到的信号作为偏置电压加给该放大装置的偏压电阻，它包括：一装在热电元件和偏压电阻之间的第一滤波器，用于只让一主体感测信号通过而阻隔内部噪声；和一装在该放大装置和电源之间的第二滤波器，用于去除由外部引线感应的外部噪声。

根据本发明，该第一滤波器包括：连接到热电元件的一端和场效应晶体管的栅极之间的第一电阻；和连接到栅极和地之间的第一电容，热电元件的另一端也连至地。

该第二滤波器包括：连接到场效应晶体管漏极和电源之间的第二电阻；和连接到电源和地之间的第二电容。

以下给合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，从而其优点将更加明显。

图1是一种传统的热电红外辐射探测器的电路图；

图2是另一种传统的热电红外辐射探测器的电路图；及

图3是本发明的热电红外辐射探测器的电路图。

如图3中所示，本发明的一个实施例的热电红外辐射探测器包括一热电元件11；一作为放大装置的场效应管FET12，具有栅极，漏极和源极G、D、S；一偏压电压Rg，连在FET12的栅极G和地20之间；第一和第二滤波器13和14；及屏蔽盒19。这里，第一滤波器13包括一第一电阻R1，连在热电元件11的一端和FET12的栅极G之间；和一第一电容C1，连在FET12的栅极G和地20之间。另外，该第一滤波器13设计为只让在热电元件11中产生的主体感测信号通过，从而阻断热电元件11中产生的高频噪声。该第二滤波器14包括一第二电阻R2，连在FET12的漏极D和电源21之间；和一第二电容C2，连在电源21和地22之间。第二滤波器14去除从外部引线15与所提供的电源一起引入的高频感应噪声。