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1、----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地方■何为半导体致冷器件通过直流电流可自由进行冷却、加热、温度控制的半导体元件。为半导体致冷器件通入直流电,可发挥以下机能:■组件的两面产生温差■低温侧吸热、高温侧发热,将热量从半导体致冷器件的低温侧推向高温侧。即,热水泵的作用。■仅变换电流极性就可改变泵送热的方向,另外,通过改变电流的大小,还可改变泵传送热量的大小。■半导体致冷器件的原理----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地
2、方----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地方制冷片 制冷片也叫热电半导体制冷组件,帕尔贴等。国内目前以帕尔贴半导体(中国)有限公司生产的以“Peltier"为品牌的帕尔贴热电半导体致冷器件,品质优良,价格低廉,成为半导体制冷的航母。 一、预备知识: 1.Peltiereffect(珀尔帖效应): 珀尔帖效应的论述很简单——当电流通过热电偶时,其中一个结点散发热而另一个结点吸收热,这个现象由法国物理学家JeanPeltier在1834年发现。 2.P型半导体 半导体材料的一
3、种形式,其导带中的电子密度超过了价带中的空穴密度。P型材料通过增加受主(acceptor)杂质来形成,例如在硅上掺杂硼。 3.N型半导体 半导体材料的一种形式,在导带中的电子密度大于在价带中的空穴密度的半导体,N型材料通过对硅的晶体结构中加入施主杂质(掺杂)——比如砷或磷——来得到。 二、珀尔帖效应应用 半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置,於1960左右才出现,然而其理论基础Peltiereffect可追溯到19世纪。如图是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路。 通上电源之後,冷端的热量被移到热端,导致冷端温度降低,热端温度升
4、高,这就是著名的Peltiereffect。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现,不过他当时做了错误的推论,并没有领悟到背後真正的科学原理。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,才发现背後真正的原因,这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用,也就是[致冷器]的发明(注意,这种叫致冷器,还不叫半导体致冷器)。 三、半导体致冷法的原理以及结构: 半导体热电偶由N型半导体和P型半导体组成。N型材料有多余的电子,有负温差电势。P型材料电子不足,有正温差电势;当
5、电子从P型穿过结点至N型时,结点的温度降低,其能量必然增加,而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。相反,当电子从N型流至P型材料时,结点的温度就会升高。 直接接触的热电偶电路在实际应用中不可用,所以用下图的连接方法来代替,实验证明,在温差电路中引入第三种材料(铜连接片和导线)不会改变电路的特性。 这样,半导体元件可以用各种不同的连接方法来满足使用者的要求。把一个P型半导体元件和一个N型半导体元件联结成一对热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量的转移。----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需----------
6、---文档下载最佳的地方----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地方 在上面的接头处,电流方向是从N至P,温度下降并且吸热,这就是冷端;而在下面的一个接头处,电流方向是从P至N,温度上升并且放热,因此是热端。 因此是半导体致冷片由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成,而N/P之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最後由两片陶瓷片像夹心饼乾一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好,外观如下图所示。致冷片的选择过程61.51.120.*1楼半导体致冷应用产品的
7、心脏部分是半导体致冷片,根据半导体温差电的特点,弱点及应用范围,选用制冷片时首先应确定以下几个问题: 1、 确定制冷片的工作状态。根据工作电流的方向和大小,就可以决定制冷片的致冷,加热和恒温性能,尽管最常用的是致冷方式,但也不应忽视它的致热和恒温性能。----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地方----------专业最好文档,专业为你服务,急你所急,供你所需-------------文档下载最佳的地方 2、 确定致冷时热端实际温度。因为制冷片是温差片件,要达到最佳的致冷效果,电堆
8、制冷片必须安装在一个良好的散热片上,根据散热条件的好坏,决定致冷时电堆热端的实际温度,要注意,由于温度梯度的
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