制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人帕爾(er)(er)(er)帖發現(xian)當(dang)電(dian)(dian)流流經兩個不(bu)同(tong)導(dao)體形成(cheng)的(de)接觸點時(shi)，電(dian)(dian)子能級會發生跳躍，這種現(xian)象(xiang)被叫做帕爾(er)(er)(er)帖效(xiao)應(ying)。帕爾(er)(er)(er)帖效(xiao)應(ying)是半導(dao)體制冷片的(de)理論原(yuan)型。

    ●當電子(zi)從(cong)(cong)低(di)(di)能量(liang)的(de)(de)P型(xing)材料流向高能量(liang)的(de)(de)N型(xing)材料時，電子(zi)會從(cong)(cong)低(di)(di)能級(ji)向高能級(ji)跳(tiao)躍，這(zhe)時表(biao)現為電子(zi)需要(yao)吸熱(re)，從(cong)(cong)而在這(zhe)個節點處形成冷面（制冷片(pian)的(de)(de)冷面）；

    ●相反當電子(zi)從(cong)高能量的N型(xing)材料流向低能量的P型(xing)材料時，電子(zi)會從(cong)高能級(ji)(ji)向低能級(ji)(ji)跳躍，這時表現為(wei)電子(zi)需(xu)要放(fang)熱(re)，從(cong)而(er)在(zai)這個節點處形成熱(re)面(mian)（制冷片(pian)的熱(re)面(mian)）；

    ●事實上，大(da)部分不同金屬(shu)形(xing)成的閉環都具(ju)有這(zhe)個現象；目(mu)前商業化(hua)的碲(di)化(hua)鉍(bi)(bi)基熱電材(cai)料的帕(pa)爾帖效應(ying)更明顯(xian)，即(ji)電子能級(ji)跳躍的更高，相應(ying)的制(zhi)冷效率(lv)更高。目(mu)前，在全世界范圍內，普遍商業化(hua)的半導體(ti)制(zhi)冷片(pian)還是碲(di)化(hua)鉍(bi)(bi)基為主（以碲(di)化(hua)鉍(bi)(bi)為基材(cai)，做不同的摻雜形(xing)成P級(ji)和N級(ji)）；

    ●如(ru)原(yuan)理(li)圖所示，制冷片(pian)是由PN型熱電(dian)材料(liao)組成(cheng)的電(dian)路（一般為串聯電(dian)路）。

    ●半導(dao)體制冷(leng)片是一種沒有(you)運動部件(jian)的器件(jian)，但因為所(suo)使(shi)用的材(cai)料的熱膨脹系數不同，所(suo)以在(zai)溫度變(bian)化時，器件(jian)會(hui)產(chan)生內應力(li)；特別(bie)是在(zai)溫度變(bian)化速(su)率（如需要冷(leng)熱循環）很大時，產(chan)生的內應力(li)會(hui)很大，這時就需要選(xuan)擇高可靠(kao)性(xing)器件(jian)。