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半導體制冷原理是什么?

   2020-05-12 和平3813
核心提示:半導體制冷又稱溫差電制冷或熱電制冷。它與壓縮式、吸收式等機械制冷在原理和設備方面均不同。半導體制冷是利用特種半導體材料,制成制冷器件,通電后直接制冷,因此得名半導體制冷。

半導體制冷又稱溫差電制冷或熱電制冷。它與壓縮式、吸收式等機械制冷在原理和設備方面均不同。半導體制冷是利用特種半導體材料,制成制冷器件,通電后直接制冷因此得名半導體制冷。

半導體制冷是利用泊爾帖效應由兩種不同金屬組成的一對熱電偶,當在熱電偶中通以直流電流時,將在電偶的不同結點處產生吸熱和放熱現象,這種現象稱為珀爾帖效應。隨著半導體技術的發展,使半導體制冷技術進入一個嶄新的階段,使半導體材料珀爾帖效應得到了廣泛的應用。

利用爾帖效應制成的半導體制冷器的電偶。是由一種特制的N型和P型半導體組成的。N型半導體是靠電子導電的。而P型半導體是靠所謂“空穴”來導電的。


不論N型半導體中的自由電子,還是P型半導體中的空穴,它們都參與導電統稱為“載流子”。由“載流子”導電的現象,是半導體所特有的。

半導體制冷原理是把一個P型半導體和一個N型半導體,用銅連接片焊接而成電偶對,當直流電流從N型半導體流向P型半導體時則在2、3端的銅連接片上產生吸熱現象,此端稱為冷端;而在1、4端的銅連接片上產生放熱現象,此端稱為熱端。如果電流方向反過來,則冷、熱端將互換。

當這個制冷器件中通入一定數量的直流電時,冷端會逐漸冷卻下來,并出現結霜;而熱端的溫度逐漸升高,并向周圍環境放熱。載流子在金屬和半導體中的勢能大小是不同的,所以載流子在流過結點時,必然會引起能量的傳遞。

 
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