敏感元件的温度变化与热释电流及辐射频率的关系

由前述分析，红外敏感元件吸收红外辐射，因热释效应而产生热到电的转换，其转换过程能够产生的热释电电流正比于温度变化率和探测器表面面积，满足的关系如下：

同样，根据式（3-24），当在稳定状态下，周期变化的红外辐射时，i_p满足关系如下：

图3-25所示为在假设红外辐射通量Φ_S为1μω，敏感元件为钽酸锂晶片，厚度为t_p=25μm，敏感元件的吸收面积为A_S=2×2mm²，τ_F=α=1，H_p=310μWs/K，热时间常数为τ_T=159ms，热导率为G_T=1.95W/m·K，C_P=3.1J/cm³/K，p=17nC/cm²/K，而获得的温度与辐射频率、短路输出电流与辐射频率之间的关系曲线图。

从图3-25中可以看出，温度变化随频率的变化呈现低通特性，短路电流随频率的变化呈现高通特性，同时可以看出1Hz是两者的频率拐角点，其温度变化在拐角点频率值以下达到饱和值约513μK，短路电流在拐角点频率值以上达到饱和值，约2.2pA。其拐角点频率f_T起因于热时间常数，可根据下等式计算得出：(www.xing528.com)

图3-25 温度变化与频率、热释电电流与频率之间的关系

对于选择此类敏感元件的探测器在做气体分析检测时，通常选择对红外辐射的频率在1～10Hz范围内，因为这样才会有较高的温度变化和较大的输出电流，对于提高检测分辨率具有好的效果，而对于低频的调制实现也相对简单。