[发明专利]热电偶驱动的具有热晶体管的热成像传感器

权利要求书

1.一种用于感测热辐射的热成像传感器，其中所述热成像传感器包括：

一个或多个热电偶，每个热电偶具有热接头和冷接头，所述热接头被配置为响应于所述热辐射被加热到一温度，所述冷接头被配置为保持在与所述热辐射无关的温度，每个热电偶被配置为基于所述热接头的温度和所述冷接头的温度之间的差提供感测电压；

一个或多个感测晶体管，每个感测晶体管被配置为响应于所述热辐射被加热到一温度，并且与所述热电偶中被配置为基于对应的感测电压被驱动的对应的一个或多个热电偶耦合，每个感测晶体管被配置为基于所述感测晶体管的温度和所述对应的感测电压提供感测电信号；

一个或多个参考晶体管，每个参考晶体管被配置为与所述热辐射屏蔽，并且具有与所述热辐射无关的温度，每个参考晶体管被配置为基于所述参考晶体管的温度提供参考电信号；以及

比较电路，被配置为基于所述一个或多个感测晶体管的感测电信号与所述一个或多个参考晶体管的参考电信号之间的比较来提供一个或多个温度电信号，所述一个或多个温度电信号指示所述热辐射。

2.根据权利要求1所述的热成像传感器，其中所述热成像传感器包括一个或多个参考热电偶，每个参考热电偶具有热接头和冷接头，所述参考热电偶被配置为基于所述参考热电偶的所述热接头的温度和所述参考热电偶的所述冷接头的温度之间的差提供感测电压，所述参考热电偶被配置为与所述热辐射屏蔽，并且具有与所述热辐射无关的温度，并且所述参考晶体管中的每个参考晶体管与一个或多个参考热电偶耦合，并且被配置为根据所述一个或多个参考热电偶的对应的感测电压被驱动，并且基于所述一个或多个参考热电偶的参考感测电压提供参考电信号。

3.根据权利要求1所述的热成像传感器，其中所述热成像传感器包括一个或多个感测元件，每个感测元件包括所述一个或多个热电偶中的至少一个热电偶和所述一个或多个感测晶体管中的至少一个感测晶体管，并且其中所述热成像传感器包括一个或多个参考元件，所述一个或多个参考元件与所述一个或多个感测元件相对应，每个参考元件包括所述一个或多个参考晶体管中的至少一个参考晶体管。

4.根据权利要求3所述的热成像传感器，其中所述感测元件被集成在主体上，所述主体具有衬底、功能层和绝缘层，所述绝缘层介于所述衬底和所述功能层之间，所述主体被图案化以限定从所述衬底悬挂的所述功能层和所述绝缘层的栅格，其中对于所述一个或多个感测元件中的每个感测元件，所述栅格包括框架、板和一个或多个臂，所述一个或多个臂将所述板与所述框架耦接，其中所述感测元件的所述感测晶体管被形成在所述板中，并且其中所述感测元件的所述热电偶包括第一导电材料的第一导体和与所述第一导电材料不同的第二导电材料的第二导体，所述第一导体从所述框架中的所述冷接头的第一端子通过所述臂中的一个臂延伸到所述板，所述第二导体从所述框架中的所述冷接头的第二端子通过所述臂中的一个臂延伸到所述板，所述第一导体和所述第二导体在所述板处被短路到所述热接头中。

5.根据权利要求3所述的热成像传感器，其中所述热成像传感器包括多个感测元件，所述感测元件的所述感测晶体管被耦合以基于所述多个感测元件的所述感测电信号之和提供公共感测电信号，并且所述多个感测元件的所述热电偶被串联耦合，以基于所述热电偶的所述感测电压之和提供公共感测电压，用于驱动所有的所述感测晶体管，并且其中所述比较电路被配置为基于所述公共感测信号之间的比较提供温度电信号。

6.根据权利要求5所述的热成像传感器，其中所述感测晶体管中的每个感测晶体管具有第一导电端子和第二导电端子，用于提供对应的感测电流作为感测电信号，所述感测晶体管的所述第一导电端子和所述第二导电端子被分别并联耦合到公共第一导电端子和公共第二导电端子中，用于提供公共感测电流作为所述公共感测电信号，并且其中所述感测晶体管中的每个感测晶体管具有控制端子，所述控制端子用于控制所述感测晶体管，所述感测晶体管的所述控制端子被并联耦合到公共控制端子中，所述公共控制端子被耦合以接收所述公共感测电压。