Retroalimentación electrotérmica

En electrónica , la retroalimentación electrotérmica es la interacción de la corriente eléctrica y la temperatura en un dispositivo con una resistencia eléctrica dependiente de la temperatura . Esta interacción surge del calentamiento Joule .

La dependencia de la temperatura de la resistencia eléctrica se describe mediante la derivada de la resistencia con respecto a la temperatura dR / dT . Los semiconductores presentan típicamente un dR / dT negativo . Los superconductores exhiben un gran dR / dT positivo en la transición de fase superconductora. Los metales normales (no superconductores) típicamente exhiben un dR / dT positivo que disminuye a cero a temperaturas muy bajas.

Si un dispositivo tiene un positivo dR / dt , un aumento de la temperatura (por ejemplo, debido a las fluctuaciones térmicas o la absorción de un fotón ) aumentará la resistencia eléctrica R . Si el dispositivo está polarizado con un voltaje constante V , este aumento en la resistencia disminuirá la potencia Joule P = V ² / R . La disminución del calentamiento Joule hará que el dispositivo vuelva a su temperatura de equilibrio. Esto se conoce como retroalimentación electrotérmica negativa, ya que el cambio en el calentamiento Joule se opone al cambio de temperatura. Si, en cambio, el dispositivo está polarizado con una corriente constante I , la potencia Joule P = I ² Raumentará si la temperatura aumenta. Por lo tanto, el calentamiento Joule amplifica un cambio de temperatura, un efecto conocido como retroalimentación electrotérmica positiva. La situación se invierte para el caso de un dR / dT negativo .

Realimentación electrotérmica es importante para la descripción de la realización de varios tipos de fotodetectores tales como el bolómetro , el sensor de borde de transición , ^[1] y el detector de fotón único superconductor nanoalambre .

Referencias

1. KD Irwin, "Una aplicación de retroalimentación electrotérmica para la detección de partículas criogénicas de alta resolución", Appl. Phys. Letón. 66 , 1998 (1995), doi : 10.1063 / 1.113674