Elektrotermisk återkoppling

Inom elektronik är elektrotermisk återkoppling växelverkan mellan den elektriska strömmen och temperaturen i en enhet med ett temperaturberoende elektriskt motstånd . Denna interaktion uppstår från Joule-uppvärmning .

Temperaturberoendet av det elektriska motståndet beskrivs av derivatan av resistansen med avseende på temperatur dR/dT . Halvledare uppvisar vanligtvis en negativ dR/dT . Supraledare uppvisar en stor positiv dR/dT på den supraledande fasövergången. Normala (icke-supraledande) metaller uppvisar typiskt en positiv dR/dT som minskar till noll vid mycket låga temperaturer.

Om en enhet har en positiv dR/dT , kommer en ökning av temperaturen (till exempel på grund av termiska fluktuationer eller absorptionen av en foton ) att öka det elektriska motståndet R . Om enheten är förspänd med en konstant spänning V , kommer denna ökning av motståndet att minska Joule-effekten P = V ² /R . Minskningen av Joule-uppvärmningen gör att enheten återgår till sin jämviktstemperatur. Detta är känt som negativ elektrotermisk återkoppling, eftersom förändringen i Joule-uppvärmningen motverkar förändringen i temperatur. Om enheten istället är förspänd med en konstant ström I kommer Joule-effekten P = I ² R att öka om temperaturen ökar. Således förstärker Joule-uppvärmningen en förändring i temperatur, en effekt som kallas positiv elektrotermisk återkoppling. Situationen är omvänd för fallet med negativ dR/dT .

Elektrotermisk återkoppling är viktig för att beskriva prestandan hos flera typer av fotodetektorer som bolometern , övergångskantsensorn och den supraledande nanotrådsdetektorn med en foton .