Sprzężenie zwrotne elektrotermiczne
W elektronice elektrotermiczne sprzężenie zwrotne to interakcja prądu elektrycznego i temperatury w urządzeniu z rezystancją elektryczną zależną od temperatury . Ta interakcja wynika z ogrzewania Joule'a .
Zależność rezystancji elektrycznej od temperatury jest opisana pochodną rezystancji względem temperatury dR/dT . Półprzewodniki zazwyczaj wykazują ujemny dR/dT . Nadprzewodniki wykazują duże dodatnie dR/dT na przejściu fazowym nadprzewodnika. Normalne (nienadprzewodzące) metale zwykle wykazują dodatnią wartość dR/dT , która spada do zera w bardzo niskich temperaturach.
Jeśli urządzenie ma dodatni dR/dT , wzrost temperatury (na przykład z powodu fluktuacji termicznych lub absorpcji fotonu ) zwiększy opór elektryczny R. Jeśli urządzenie jest obciążone stałym napięciem V , ten wzrost rezystancji zmniejszy moc Joule'a P = V 2 /R . Spadek ciepła Joule'a spowoduje powrót urządzenia do temperatury równowagi. Jest to znane jako ujemne sprzężenie zwrotne elektrotermiczne, ponieważ zmiana ogrzewania Joule'a przeciwstawia się zmianie temperatury. Jeśli zamiast tego urządzenie zostanie obciążone stałym prądem I , moc Joule'a P = I 2 R wzrośnie wraz ze wzrostem temperatury. W ten sposób ogrzewanie Joule'a wzmacnia zmianę temperatury, efekt znany jako dodatnie sprzężenie zwrotne elektrotermiczne. Sytuacja jest odwrotna w przypadku ujemnego dR/dT .
Sprzężenie zwrotne elektrotermiczne jest ważne dla opisania działania kilku typów fotodetektorów, takich jak bolometr , czujnik krawędzi przejścia i nadprzewodnikowy detektor pojedynczych fotonów .