热释电红外传感器的内部构造是怎样的？

一直以来，热释电红外传感器都是大家的关注焦点之一。因此针对大家的兴趣点所在，小编将为大家带来热释电红外传感器内部结构的相关介绍，详细内容请看下文。

由于加电极化的电压是有极性的，因此极化后的探测元也是有正、负极性的。热释电红外传感器将两个极性相反、特性一致的探测元串接在一起，目的是消除因环境和自身变化引起的干扰。它利用两个极性相反、大小相等的干扰信号在内部相互抵消的原理来使传感器得到补偿。对于辐射至传感器的红外辐射，热释电传感器通过安装在传感器前面的菲涅尔透镜将其聚焦后加至两个探测元上，从而使传感器输出电压信号。制造热释电红外探测元的高热电材料是一种广谱材料，它的探测波长范围为0.2-20um。为了对某一波长范围的红外辐射有较高的敏度，该传感器在窗口上加装了一块干涉滤波片。这种滤波片除了允许某些波长范围的红外辐射通过外，还能将灯光、阳光和其它红外辐射拒之门外。

也就是说，热释电红外传感器主要有4部分组成：热电元件，滤光片，场效应管，菲涅尔透镜。

1. 热电元件的作用

热电元件的接收到红外线辐射温度的变化，热释电元件的表面产生电荷密度变化。 为了抑制自身温度变化而产生的干扰，PIR 将两个热电元件反向串联或接成差动平衡电路。对这两个热电元件的影响几乎相同，其产生的释电效应相互抵消， 因而无信号输出。人体经过时，人体外红辐射透过部分镜面聚焦，两片热电元件接收的辐射不同，产生的热电释不同，不能相互抵消。所以有了电流信号

2. 滤光片的作用

滤光片是用来选取所需辐射波段的光学器件。滤光片的一个共性，就是没有任何滤光片能让天体的成像变得更明亮，因为所有的滤光片都会吸收某些波长，从而使物体变得更暗。

人体温度在 36-37摄氏度，辐射出的波长在一定范围内。滤光片可以只让这个波长范围的红外线通过，使得PIR sensor只对人体敏感，而不受太阳和灯光等其它热源影响。

3. 场效应管的作用

热电元件只能产生电流信号，经过场效应管完成阻抗变化变成电压信号再进行放大输出。场效应管工作原理用一句话说，就是“漏极-源极间流经沟道的ID， 用栅极与沟道间的pn结形成的反偏的栅极电压进行控制”。更正确地说，ID流经通路的宽度，即沟道截面积，它是由pn结反偏的变化，产生耗尽层扩展变化控制的缘故。在VGS=0的非饱和区域，表示的过渡层的扩展因为不很大，根据漏极-源极间所加VDS的电场，源极区域的某些电子被漏极拉去，即从漏极向源极有电流ID流动。从门极向漏极扩展的过度层将沟道的一部分构成堵塞型，ID饱和。将这种状态称为夹断。这意味着过渡层将沟道的一部分阻挡，并不是电流被切断。

4. 菲涅尔透镜的作用

菲涅尔透镜 (Fresnel lens) ，又名螺纹透镜，多是由聚烯烃材料注压而成的薄片，也有玻璃制作的，镜片表面一面为光面，另一面刻录了由小到大的同心圆，它的纹理是根据光的干涉及扰射以及相对灵敏度和接收角度要求来设计的。如果在外面加上一个菲涅尔透镜，把外部的光线会聚到 PIR 上，增加进光量，则可大大增加 PIR 的检测距离和角度。通过控制菲涅耳透鏡内部的角度，可以控制焦距，制作出检测距离不同的 PIR。聚焦是把红外信号聚焦到 PIR 上，控制检测距离和角度将检测区分隔成交替的灵敏区和盲区，增加检测灵敏度。

最后，小编诚心感谢大家的阅读。你们的每一次阅读，对小编来说都是莫大的鼓励和鼓舞。希望大家对热释电红外传感器已经具备了初步的认识，最后的最后，祝大家有个精彩的一天。