制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人帕(pa)(pa)爾帖發(fa)(fa)現當電(dian)流流經(jing)兩個不同導(dao)體形成的接觸點時(shi)，電(dian)子(zi)能(neng)級會(hui)發(fa)(fa)生(sheng)跳躍，這種現象被(bei)叫做帕(pa)(pa)爾帖效應(ying)。帕(pa)(pa)爾帖效應(ying)是半導(dao)體制冷片的理論原型(xing)。

    ●當電(dian)子從低(di)能(neng)(neng)量的(de)P型材料流向高能(neng)(neng)量的(de)N型材料時(shi)，電(dian)子會從低(di)能(neng)(neng)級(ji)向高能(neng)(neng)級(ji)跳躍，這時(shi)表現為電(dian)子需要吸(xi)熱，從而(er)在這個節點處(chu)形成(cheng)冷面（制(zhi)冷片的(de)冷面）；

    ●相反當電(dian)子從(cong)(cong)高能(neng)量(liang)的(de)(de)N型材料流向(xiang)低(di)能(neng)量(liang)的(de)(de)P型材料時(shi)，電(dian)子會從(cong)(cong)高能(neng)級向(xiang)低(di)能(neng)級跳躍，這時(shi)表現為電(dian)子需要放(fang)熱，從(cong)(cong)而在(zai)這個節(jie)點處(chu)形(xing)成(cheng)熱面（制冷片的(de)(de)熱面）；

    ●事實上，大部分(fen)不同(tong)金屬形成的閉環都具有這個現象；目前(qian)(qian)商(shang)業化的碲(di)化鉍基熱電(dian)(dian)材(cai)料的帕爾帖效應(ying)更明顯，即電(dian)(dian)子(zi)能級跳躍的更高，相應(ying)的制(zhi)冷(leng)效率更高。目前(qian)(qian)，在全世界范圍(wei)內，普遍(bian)商(shang)業化的半導體制(zhi)冷(leng)片還(huan)是碲(di)化鉍基為主(zhu)（以碲(di)化鉍為基材(cai)，做不同(tong)的摻雜形成P級和(he)N級）；

    ●如原理圖所示(shi)，制冷片是由(you)PN型熱(re)電(dian)材料(liao)組成的(de)電(dian)路（一般為串聯電(dian)路）。

    ●半導體制冷片(pian)是一種沒有運動部件的(de)(de)(de)器(qi)件，但(dan)因為所(suo)使(shi)用(yong)的(de)(de)(de)材料的(de)(de)(de)熱(re)膨(peng)脹系(xi)數不同，所(suo)以在溫(wen)(wen)度變化時，器(qi)件會(hui)產(chan)生內(nei)應力；特別是在溫(wen)(wen)度變化速率（如需要冷熱(re)循環）很(hen)大時，產(chan)生的(de)(de)(de)內(nei)應力會(hui)很(hen)大，這(zhe)時就需要選(xuan)擇高(gao)可(ke)靠性(xing)器(qi)件。