辐射接收面分为若干块，每块接一个热电偶，把它们串联起来，就构成热电堆。按用途不同，实用的热电堆可以制成细丝型和薄膜型，亦可制成多通道型和阵列型器件。下图是典型的热电堆

　　被红外线照射的吸收膜是一种热容量小、温度容易上升的薄膜。在紧靠衬板中央的下部为一空洞结构，这种结构的设计确保了冷端和测温端的温度差。热电偶由多晶硅与铝构成，两者串联连接。当各个热电偶测温端温度上升时，热电偶之间就会产生热电动势 Vn，因此在输出端就可以获得它们的电压之和。

　　热电堆的结构与工作原理图

　　热电堆的内阻 所有串联热电偶的内阻之和，即：

　　热电堆的内阻Rpi较大，可达几十千欧姆，易于与放大器的阻抗匹配，可利用普通的运算放大器。

　　热电堆的温差电动势

　　在相同的温差时，热电堆的开路输出电压Upo是所有串联热电偶的温差电动势之和：

　　在相同的电信号检测条件下，热电堆能检测到的最小温差是单个热电偶的1/n，热电堆对温度的分辨能力增强。

　　热电堆的噪声等效功率

　　噪声等效功率NEP主要取决于热电堆的热噪声。

　　热电堆红外测温传感器