制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人帕爾帖發現(xian)當電流流經兩(liang)個不同導體形成的(de)接(jie)觸點時，電子能(neng)級(ji)會(hui)發生跳躍，這(zhe)種(zhong)現(xian)象被叫(jiao)做(zuo)帕爾帖效(xiao)(xiao)應。帕爾帖效(xiao)(xiao)應是半導體制冷片的(de)理論原(yuan)型。

    ●當(dang)電子(zi)從低能(neng)(neng)量的(de)P型(xing)材料流向高(gao)能(neng)(neng)量的(de)N型(xing)材料時(shi)，電子(zi)會從低能(neng)(neng)級向高(gao)能(neng)(neng)級跳躍，這時(shi)表現為電子(zi)需要吸熱，從而在這個節(jie)點處形成冷(leng)面(mian)（制冷(leng)片(pian)的(de)冷(leng)面(mian)）；

    ●相反當電(dian)子從高能(neng)量的N型材料流(liu)向(xiang)低(di)能(neng)量的P型材料時，電(dian)子會從高能(neng)級(ji)向(xiang)低(di)能(neng)級(ji)跳躍，這(zhe)時表現(xian)為電(dian)子需要(yao)放熱(re)(re)，從而在這(zhe)個節點處形成(cheng)熱(re)(re)面（制冷片的熱(re)(re)面）；

    ●事實上，大部分(fen)不(bu)(bu)同金屬形(xing)成的(de)(de)閉環都具(ju)有(you)這個現象；目(mu)前商業化的(de)(de)碲化鉍基(ji)熱電材料的(de)(de)帕爾帖效應(ying)更明顯，即電子能級跳躍的(de)(de)更高，相應(ying)的(de)(de)制(zhi)冷效率更高。目(mu)前，在全世界范圍內，普(pu)遍商業化的(de)(de)半導體(ti)制(zhi)冷片(pian)還是碲化鉍基(ji)為主（以碲化鉍為基(ji)材，做(zuo)不(bu)(bu)同的(de)(de)摻雜形(xing)成P級和N級）；

    ●如原理圖所(suo)示，制(zhi)冷(leng)片(pian)是由PN型熱電(dian)材料組成的電(dian)路（一(yi)般(ban)為串聯電(dian)路）。

    ●半導體制冷片是一(yi)種沒有(you)運(yun)動部件的器件，但因為所(suo)使(shi)用的材料的熱膨(peng)脹(zhang)系數不(bu)同，所(suo)以在溫(wen)度變化(hua)時(shi)，器件會產生(sheng)內(nei)應(ying)力；特別(bie)是在溫(wen)度變化(hua)速率(lv)（如需要(yao)冷熱循環）很大時(shi)，產生(sheng)的內(nei)應(ying)力會很大，這時(shi)就需要(yao)選擇高可靠性器件。