半导体制冷片工作原理VIP专享

半导体制冷片工作原理致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过 P 型半导体，于此吸热量，到了 N 型半导体，又将热量放出，每经过一个 NP 模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。在以往致冷器是运用在 CPU 的，是利用冷端面来冷却 CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。半导体致冷器的历史致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于 1960 左右才出现，然而其理论基础 Peltier effect 可追溯到 19 世纪。下图(1)是由 X 及 Y 两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A 点的热量被移到 B 点，导致 A 点温度降低，B 点温度升高，这就是着名的 Peltier effect。这现 象最早是在 1821 年，由一位德国科学家 Thomas Seeback 首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。到了 1834 年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。图(1) 致冷器件的作用原理致冷器的名称相当多，如 Peltier cooler、thermoelectric、thermoelectric cooler (简称或 、thermoelectric module，另外又称为热帮浦 (heat pump)。二、致冷器件的结构与原理下图(2)是一个制冷器的典型结构。图(2) 致冷器的典型结构致冷器是由许多 N 型和 P 型半导体之颗粒互相排列而成，而 NP 之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其它金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观如下图(3)所示，看起来像三明治。图(3) 致冷器的外观以下详细说明 N 型和 P 型半导体的原理:三、N 型半导体(1) 如果在锗或硅中均匀掺杂五价元素，由于价电子间会互相结合而形成共价键，故每个五价元素会与邻...