Retroalimentación electrotérmica

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

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

Si un dispositivo tiene un dR/dT positivo , un aumento de temperatura (por ejemplo, debido a fluctuaciones térmicas o a la absorción de un fotón ) aumentará la resistencia eléctrica R. Si el dispositivo está polarizado con un voltaje constante V , este aumento de resistencia disminuirá la potencia Joule P = V² ^/ 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 = I²R ^aumentará 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 en el caso de un dR/dT negativo .

La retroalimentación electrotérmica es importante para describir el rendimiento de varios tipos de fotodetectores , como el bolómetro , el sensor de borde de transición ^{[ 1 ]} y el detector de fotones individuales de nanocables superconductores .