【正文】 應用時只能兼顧。則要減小多晶硅間隔，減小膜厚度。 優(yōu)點： ① 具有較寬的頻率響應 ，工作頻率接近 MHz，遠遠超過其它熱探測器的工作頻率。 居里溫度 由于溫度的變化 ,熱釋電晶體和壓電陶瓷等會出現(xiàn)結構上的電荷中心相對位移 ,使它們的自發(fā)極化強度發(fā)生變化 ,從而在它們的兩端產(chǎn)生異號的束縛電荷 ,這種現(xiàn)象稱為 熱釋電效應 具有熱釋電效應性質的材料稱為 熱釋電體 。因此，熱釋電器件不同于其他光電器件， 在恒定輻射作用的情況下輸出的信號電壓為零。因此，在高速運用時以邊電極為宜。因此在分析噪聲的時候，也要考慮放大器的噪聲。響應度高端半功率點取決于 1/τT 或 1/τe中較大的一個，因而按通常的響應時間定義， τT 和 τe中較小的一個為熱釋電探測器的響應時間。常用 JFET器件作熱釋電探測器的前置放大器。 前者降低了噪聲 ， 后者改進了高頻特性 。 C。摻鑭后其居里溫度有所降低，但極化仍很穩(wěn)定，損耗也有所改善。其機械強度高、物理化學性能穩(wěn)定、電阻率可以控制；能承受的輻射功率超過 LiTaO3熱釋電器件；居里溫度高，不易退極化。Hz1/2光敏元件是 SBN晶體薄片，采用邊電極結構，電極 Au的厚度為 ，襯底采用 Al2O3或 BeO陶瓷等導熱良好的材料。管內(nèi)抽成真空或充氪氣等熱導很低的氣體。由于熱釋電器件本身的阻抗高達 1010~1012Ω，因此場效應管的輸入阻抗應高于 1010Ω，而且應采用具有較低噪聲，較高跨導（ gm2 000）的場效應管作為前置放大器。 熱探測器概述 熱釋電感應燈 熱釋電傳感器 自動感應燈 （參考施特朗公司資料） 熱釋電傳感器在智能空調中的應用 智能空調能檢測出屋內(nèi)是否有人，微處理器據(jù)此自動調節(jié)空調的出風量，以達到節(jié)能的目的。如果輻射持續(xù)作用，表面電荷將達到新的平衡，不再釋放電荷，也不再有電壓信號輸出。溫度接近居里點時電壓靈敏度就變大。（假定熱探測器只通過輻射與周圍環(huán)境交換能量）。K1cm2 ） 。 如果熱探測器的熱容 Cθ=107J而到了居里點PS =0，不再是溫度的函數(shù)，自然熱釋電器件就失效。 熱阻 Rθ—— 冷阻 RT—— 熱敏電阻在某個溫度下的實際電阻值 物體吸收單位輻射功率所引起的溫升 熱釋電器件為什么不能工作在直流狀態(tài)？工作頻率等于何值時熱釋電器件的電壓靈敏度達到最大值？ 答 : 當紅外輻射照射到熱釋電器件時，引起溫度升高，表面電荷減少，相當于熱“釋放”了部分電荷。在熱探測器中最受重視的是熱釋電探測器。為了提高熱電器件的靈敏度和信噪比，常把熱釋電器件與前置放大器（常為場效應管）做在一個管殼內(nèi)。把制好的 TGS晶體連同襯底貼于普通三極管管座上，上下電極通過導電膠、銦球或細銅絲與管腳相連，加上窗口后構成完整的 TGS熱電探測器件?？焖贌後岆娖骷话愣荚O計成同軸結構，將光敏元置于阻抗為 50Ω的同軸線的一端，采用 面電極結構 時，時間常數(shù)可達到 1ns左右，采用 邊電極結構 時，時間常數(shù)可降至幾個 ps。在聚合物熱釋電材料中較好的有聚二氟乙烯（ PVF2）、聚氟乙烯（ PVF）及聚氟乙烯和聚四氟乙烯等共聚物。W－ 1。Hz1/2 例如，鋇含量從 ，其居里溫度相應從 47176。 它的熱釋電系數(shù)也有所提高 。 熱釋電探測器的阻抗特性 熱釋電探測器幾乎是一種 純?nèi)菪?器件，由于電容量很小，所以阻抗很高，常在 109Ω以上。 如果這三種噪聲不相關，則總噪聲為 3. 溫度噪聲 GfAkTRfkTGfAkTRfFkTRfkTI????????22d22N22d222N44 41) Δ(4Δ4???? 考慮統(tǒng)計平均值時的信噪功率比為 如果溫度噪聲是主要噪聲源而忽略其它噪聲時，噪聲等效功率 : (NEP)2＝ (4kT 2G2Δf/α2A2γ2ω2R) [1+(TN/T)2] 由上式可以看出， 熱釋電器件的噪聲等效功率 NEP具有隨著調制頻率的增加而減小的性質。 應用時必須考慮靈敏度與頻率響應帶寬的矛盾，根據(jù)具體應用條件，合理選用恰當?shù)呢撦d電阻。由于溫度變化在負載上產(chǎn)生的電流可以表示為 tTAtQis ddddd??? LdLd dd RtTARiU ???????? ?RL電壓 可見，熱釋電器件的電壓與晶體和入射輻射達到平衡的時間無關。釋放的電荷可用放大器轉變成電壓輸出。 鐵電體的這些性質與鐵磁性十分相似 ，故稱 鐵電性 。 熱電堆保存時不要使輸出端短路，以防因電火花等電磁干擾產(chǎn)生的感應電流燒毀元件。 1. 熱電堆的靈敏度 熱電堆的靈敏度 St為 nSS ?tｎ為熱電堆中熱電偶對數(shù) 熱電堆的響應時間常數(shù)： ???? CR?熱阻 熱容 要想使高速化和提高靈敏度兩者并存，就要在不改變熱阻的情況下減小熱容。 （ 1） 靈敏度 （ 響應率 ） 2T2QLiL12L1)( ??????? GRRRMΦUS交流輻射 QLiL120L0 )( GRRRMΦUS????2. 熱電偶的基本特性參數(shù) 直流輻射 提高熱電偶的響應率最有效的辦法除選用塞貝克系數(shù) M12較大的材料外，增加輻射的吸收率 α，減小內(nèi)阻 Ri， 減小熱導 GQ等措施都是有效的。C，而半導體熱電偶可達 500181。當兩個導體的二個執(zhí)著點之間存在溫差時，就會發(fā)生高電位向低電位放電現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也叫熱電效應。 熱電偶是工業(yè)上最常用的溫度檢測元件之一。 ③ 電流噪聲。 22bb144 ???????? RaaUU Tl由 可見， （ 5）靈敏度（響應率） 直流靈敏度 交流靈敏度 ?? aRaUUSTl4bb0 ???22bb14 ????? ???? aRaUUS Tls 熱敏電阻靈敏度與哪些因素有關？ 可見 ， 要增加熱敏電阻的靈敏度 ， 需采取以下措施： ① 增加偏壓 Ubb但受熱敏電阻的噪聲以及不損壞元件的限制； ② 把熱敏電阻的接收面涂黑增加吸收率 a； ③ 增加熱阻 ， 其辦法是減少元件的接收面積及元件與外界對流所造成的熱量損失 ， 常將元件裝入真殼內(nèi) ， 但隨著熱阻的增大 ， 響應時間也增大 。具有較強的抗干擾性。 半導體材料 負溫度系數(shù)熱敏電阻 (NTR) 金屬材料的特點 半導體材料的特點 電阻溫度系數(shù)多為 正 的 電阻溫度系數(shù)絕對值 小 電阻變化與溫度變化的關系基本上是 線性 的 耐高溫能力和穩(wěn)定性較強 多用于溫度的模擬 測量 。因此，當光作用于金屬元件使其溫度升高，其電阻值還略有增加，也即由 金屬材料組成的熱敏電阻具有正溫度系數(shù) ，而由 半導體材料組成的熱敏電阻具有負溫度特性 。超導材料多為鈮、鉭、鉛或錫的氮化物。 1 3 4 2 鉑絲 40 60 120 160 0 100 101 102 103 104 105 106 RT/Ω 溫度 T/186。 ③電阻率高，熱慣性小，適宜做動態(tài)測量。所以在設計和選用熱電探測器時須采取折衷方案。因此，幾乎所有的熱敏器件都被涂黑。 當輻射功率為的熱輻射入射到器件表面時，令表面的吸收系數(shù)為 α，則器件吸收的熱輻射功率為 αυe。熱輻射是在真空中唯一的傳熱方式。 熱輻射是連續(xù)譜，波長從 0直至 ∞，一般熱輻射主要以波長較長的可見光和紅外線為主。 熱輻射探測器通常分為哪兩個階段？哪個階段能夠產(chǎn)生熱電效應？ 1. 溫度變化方程 則單位時間器件的內(nèi)能增量： ? ?dtTdCΦi????TGΦ ??? ?單位時間通過傳導損失的能量 ? ? TGdtTdCΦ ?????? e式中 Cθ 稱為熱容（物體每升一度內(nèi)能的增加） 。其幅值為 ? ?212201 TTCΦT????? ???可見，溫升與收系數(shù)成正比。 由熱時間常量 τT的定義可知， 減小 G又會使 τT增大（犧牲探測響應時間）。 ②結構簡單，體積小，可以測量近似幾何點的溫度。 熱敏電阻的分類 （ 1） 正特性熱敏電阻 PTC ——隨著溫度的上升而電阻值增加 該 材料是利用錳、銅、硅、鈷、鐵、鎳、鋅等兩種或兩種以上的金屬氧化物進行充分混合、成型、燒結等工藝而成的半導體陶瓷 （ 2） 負特性熱敏電阻 NTC ——隨著溫度的上升而電阻值減少 該材料是以