熱釋電型紅外探測器是由具有極化現(xiàn)象的熱釋電晶體或稱“鐵電體”制作的。熱釋電晶體是壓電晶體中的一種,具有非中心對稱的結(jié)構(gòu)。自然狀態(tài)下,在某些方向上正負(fù)電荷中心不重合,在晶體表面形成一定量的極化電荷,稱為自發(fā)極化。
晶體溫度變化是,可引起警惕正負(fù)電荷中心發(fā)生位移,因此表面的極化電荷即隨之變化。
通常其表面俘獲大氣中的浮游電荷而保持電平衡狀態(tài)。處于電平衡狀態(tài)的鐵電體,當(dāng)紅外線照射到其表面上時,引起鐵電體(薄片)溫度迅速升高,極化強度很快下降,束縛電荷急劇減少;而表面浮游電荷變化緩慢,跟不上鐵電梯內(nèi)部的變化。
熱釋電效應(yīng):從溫度變化引起極化強度變化到在表面重新達(dá)到電平衡狀態(tài)的極短時間內(nèi),在鐵電梯表面有多余浮游電荷出現(xiàn),這相當(dāng)于釋放出一部分電荷,這種現(xiàn)象稱為熱釋電效應(yīng)。
由于自由電荷中和面束縛電荷所需時間較長,大約需要數(shù)秒鐘以上,而晶體自發(fā)。極化的馳豫時間很短,約為10^-12秒,因此熱釋電晶體可響應(yīng)快速的溫度變化。