[發明專利]紅外敏感單元及其陣列測溫電路

在審

• 申請號: 202011079016.8
• 申請日: 2020-10-10
• 公開（公告）號: CN112212987A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 李宏博;張琛琛;陳貴東;毛海央;陳大鵬
• 申請（專利權）人: 江蘇創芯海微科技有限公司
• 主分類號: G01J5/14
• 分類號: G01J5/14
• 代理公司: 蘇州國誠專利代理有限公司 32293
• 代理人: 韓鳳

本發明涉及一種測溫電路，尤其是一種紅外敏感單元及其陣列測溫電路。按照本發明提供的技術方案，所述紅外敏感單元，包括熱電堆以及與所述熱電堆適配連接的NMOS管，其中，熱電堆的正極端與NMOS管的柵極端連接，NMOS管的源極端接地；熱電堆的負極端與熱電堆偏置電壓連接，NMOS管的漏極端與漏極偏置電壓連接，通過所述漏極偏置電壓、熱電堆偏置電壓能使得所述NMOS管處于飽和狀態，通過NMOS管能對所述熱電堆感應輸出的熱電測溫信號進行放大，以在所述NMOS管的漏極端得到放大后的單元紅外測溫信號。本發明能有效實現對熱電堆的信號放大，降低電路的復雜度，提高溫度測量的精度，安全可靠。

技術領域

本發明涉及一種測溫電路，尤其是一種紅外敏感單元及其陣列測溫電路。

背景技術

熱電堆為通過冷熱結的溫度差實現測溫的傳感器，由于熱電堆一般具有較大的電阻，而輸出電壓卻非常微弱，因此，如何有效獲取熱電堆輸出的信號，并實現有效測溫一直是本技術領域的一個難題。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種紅外敏感單元及其陣列測溫電路，其能有效實現對熱電堆的信號放大，降低電路的復雜度，提高溫度測量的精度，安全可靠。

按照本發明提供的技術方案，所述紅外敏感單元，包括熱電堆以及與所述熱電堆適配連接的NMOS管，其中，熱電堆的正極端與NMOS管的柵極端連接，NMOS管的源極端接地；熱電堆的負極端與熱電堆偏置電壓連接，NMOS管的漏極端與漏極偏置電壓連接，通過所述漏極偏置電壓、熱電堆偏置電壓能使得所述NMOS管處于飽和狀態，通過NMOS管能對所述熱電堆感應輸出的熱電測溫信號進行放大，以在所述NMOS管的漏極端得到放大后的單元紅外測溫信號。

NMOS管的漏極端通過漏極分壓電阻與漏極偏置電壓連接。

一種紅外敏感單元陣列測溫電路，包括紅外敏感單元陣列、用于提供紅外敏感單元陣列所需工作電壓的陣列偏置電源以及與所述紅外敏感單元陣列適配連接的漏極偏置選通器與輸出信號選通器；

紅外敏感單元陣列包括M*N個紅外敏感單元，其中，M≥2，N≥2，紅外敏感單元包括熱電堆以及NMOS管，熱電堆的正極端與NMOS管的柵極端連接，NMOS管的源極端接地，NMOS管的漏極端與漏極分壓電阻的第一端連接；漏極偏置選通器至少具有N個漏極選通連接端，輸出信號選通器至少具有M個輸出選通連接端；

陣列偏置電源能提供單元熱電堆偏置電壓以及單元漏極偏置電壓，其中，單元熱電堆偏置電壓能加載于紅外敏感單元陣列內所有紅外敏感單元的熱電堆的負極端；漏極偏置選通器的N個漏極選通連接端分別與紅外敏感單元陣列內N列的紅外敏感單元一一對應，輸出信號選通器的M個輸出選通連接端分別與紅外敏感單元陣列內M行的紅外敏感單元一一對應，其中，漏極偏置選通器的一漏極選通連接端與紅外敏感單元陣列內同一列所有紅外敏感單元中漏極分壓電阻的第二端連接，輸出信號選通器的一輸出選通連接端與紅外敏感單元陣列內同一行所有紅外敏感單元中NMOS管的漏極端連接；

漏極偏置選通器選通一列紅外敏感單元時，能將單元漏極偏置電壓同時加載到所選通列紅外敏感單元內漏極分壓電阻的第二端，通過單元熱電堆偏置電源以及單元漏極偏置電壓，能使得所選通列紅外敏感單元內所有NMOS管處于飽和狀態；輸出信號選通器選通一行紅外敏感單元時，以能將所選通行紅外敏感單元與所選通列紅外敏感單元交集處紅外敏感單元的單元紅外測溫信號選通輸出。

還包括同相運算放大器以及測溫控制器，其中，測溫控制器與漏極偏置選通器的選通控制端以及輸出信號選通器的選通控制端連接；

輸出信號選通器的輸出端與同相運算放大器的同相端連接，同相運算放大器的反相端與環境溫度參考模塊連接，同相運算放大器能將放大后的單元測溫信號、環境溫度參考信號傳輸至測溫控制器內，測溫控制器根據接收的單元測溫信號、環境溫度參考信號能得到陣列測溫信息。