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2、寸越来越小,导致传统的温差电制冷理论和方法不再适用新的环境,尤其是在微型半导体器件中,非线性的热传导规律导致制冷模型和分析方法都发生了改变.文中在深入研究了微型半导体器件中,温差电制冷技术的工作原理和过程.在此基础上,提出了一种微型温差电制冷器的建模方法,给出了模型的主要关系式.最后对研究的制冷模型进行了性能分析,结果表明,文中设计的制冷模型较为准确地表达了微型半导体制冷环境中的非线性特征.关键词:温差电制冷;建模;性能分析;微型;非线性Modelingandperformanceanalysisofminiaturethermoelectrlcalrefrigera
3、torWeiBingui(LiuzhouVocationalandTechnicalCollege,Liuzhou545006,China)Abstract:Thermoelectrieityrefrigerationtechnologyisusuallyusedforrefrigerationinsemiconductorindustries.Wtihare-suitofsemiconductordevicesizegettingsmaller,traditionalthermoelectricityrefrigerationtheoryandthemethodis
4、nolongersuiVable,particularlyintheminiaturesemiconductordevice.Thenon—linearheatconductionrulealsocausedthattherefrigerationmodelandtheanalysismethodhavechanged.Inthispaper,theprincipleandprocessofthermoelectriealrefrigeratorusedinminiaturesemiconductordeviceswerestudiedindetail.Modelin
5、gmethodfortherefrigeratorwasproposedandtherelationshipwasgiven.TheperformanceoftherefrigeratorWaSanalysed.Theresultsshowthattherefrigerationmodelpresentthenon—linearcharacteristics.Keywords:Thermoelectricityrefrigeration,Modeling,Performanceanalysis,Miniature,Misalignment.1引言在半导体电子元器件发展
6、过程中,研究的重点主要是通过提高集成度丰富器件的功能,同时在同等功能条件下,降低器件的物理尺寸.然而,在这一研究过程中,阻碍器件集成度的因素不仅仅是器件本身的生产工艺,而且还与器件的散热和制冷有关.并且,随着器件集成度的不断提高,器件内部的制冷成为了越来越重要的研究问题.强调电子元件的微型化趋势直接关系到制冷器的微型化:为与冷却物体相匹配,必须减小制冷器的尺寸.随着现代集成电路变得越来越小,越来越密集,过热便成了问题.除制造超小元件的困难外,这也是限制制冷器微型化的原因.目前,电子产品中采用的一些集成电路和激光使用温差电制冷器进行冷却.与普通冰箱不同的是:温差电制冷装
7、置没有运动机件,所以非常牢固而可靠.但它们不是非常高效,因此,目前的趋势是将它们应用在紧密度和光亮度更为重要的地方.在微电子学中,温差电制冷器通常与芯片和器件分开制造,然后用螺栓紧固到整个芯片上.新的微制冷器的制造和使用效率更高,因为它们直接制造在芯片上.微小的尺寸使它们能够调节可大幅度降低芯片工作寿命的”热点”.由此,在设计和开发带有局部降温功能的电子元件时就出现了问题.从成本和效率方面来看,热电方法的使用看似是冷却电子元件的最实用方法,热电冷却的现代成果能够成功地解决这些问题.新的带有厚薄膜的冷却温差电微型装置的设计应适用于100--300W/c
