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熱電探測器件是將輻射能轉(zhuǎn)換為熱能，然后再把熱能轉(zhuǎn)換為電能的器件，它是一種無選擇性探測器，最大優(yōu)點(diǎn)是可在室溫下工作。

       熱電偶是一種熱敏元件，在光譜、光度儀器，以及器件測試定標(biāo)等方面應(yīng)用較普遍，在最新式的紅外光譜儀上也多用這種探測器進(jìn)行校準(zhǔn)。它在接收入射輻射以后引起溫度升高，隨之產(chǎn)生一種溫差電勢，因而使用時(shí)不需加外電源。

       目前，輻射熱電偶大多采用半導(dǎo)體材料來組成。半導(dǎo)體材料具有較高的溫差電位差，高的可達(dá)500μV/C。半導(dǎo)體熱電偶的結(jié)構(gòu)如圖3-49所示。 

      將P和N型兩種半導(dǎo)體材料用涂黑金箔連在一起，用以增加對輻射的吸收能力。在入射輻射的作用下，由于熱端溫度升高，半導(dǎo)體材料的載流子密度也增加，平均動(dòng)能也增大。這必然引起熱端載流子向冷端擴(kuò)散，擴(kuò)散的結(jié)果，N型材料熱端帶正電，冷端帶負(fù)電；P型材料則相反。在冷端產(chǎn)生與入射輻射有關(guān)的開路電壓U°c,它與溫升△T的關(guān)系為

式中，M12為塞貝克(Seebeck)常數(shù)，又稱為溫差電勢率(V/°C)。

       熱電偶在恒定入射輻射作用下，外接負(fù)載電阻為RL,則負(fù)載電阻RL上所產(chǎn)生的壓降為 

式中，Φ0為入射輻射的功率(W)；a為吸收系數(shù)：R1為熱電偶電阻；M12為溫差電勢率(V/°C)；

G為總的熱導(dǎo)[W/(m°C)]。

如果入射輻射為交流輻射信號，則產(chǎn)生的交流信號電壓為

 式中，w=2πf,f為交流輻射調(diào)制頻率：tr為器件的時(shí)間常數(shù)，tr=RQCQ=CQ/G,其中RQ、CQ、G分別為器件的熱阻、熱容和熱導(dǎo)。熱導(dǎo)G與材料性質(zhì)和周圍環(huán)境有關(guān)，為了使熱導(dǎo)穩(wěn)定，常常抽成真空，所以熱電偶通常稱真空熱電偶。但需指出的是，雖然真空封裝的響應(yīng)度為非真空封裝的2倍以上，但真空封裝后與外界的熱交換變差，因而時(shí)間常數(shù)將會增大。

       直流輻射的靈敏度為

       交流輻射的靈敏度為