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(tie)發現(xian)當電(dian)流(liu)流(liu)經兩個不同(tong)導體形成的接(jie)觸點時，電(dian)子(zi)能(neng)級會發生跳躍，這種現(xian)象被叫做帕爾帖(tie)效應。帕爾帖(tie)效應是半導體制冷片(pian)的理論(lun)原(yuan)型。

    ●當電(dian)子(zi)(zi)從低(di)能量的P型材(cai)料(liao)(liao)流向(xiang)(xiang)高(gao)能量的N型材(cai)料(liao)(liao)時，電(dian)子(zi)(zi)會從低(di)能級向(xiang)(xiang)高(gao)能級跳躍，這(zhe)時表(biao)現為(wei)電(dian)子(zi)(zi)需要吸熱，從而在這(zhe)個節點處形(xing)成(cheng)冷(leng)面（制冷(leng)片的冷(leng)面）；

    ●相反當電(dian)子從高能量(liang)的N型材料流向低能量(liang)的P型材料時，電(dian)子會(hui)從高能級向低能級跳躍，這時表現為電(dian)子需要放熱，從而在這個(ge)節點(dian)處形(xing)成(cheng)熱面（制冷片(pian)的熱面）；

    ●事實上，大部分(fen)不(bu)同(tong)金屬形成的(de)(de)(de)(de)閉環(huan)都具有這個(ge)現象；目前商業(ye)化(hua)的(de)(de)(de)(de)碲化(hua)鉍(bi)基(ji)熱電材(cai)料的(de)(de)(de)(de)帕爾帖效(xiao)應更明顯，即電子(zi)能(neng)級跳躍的(de)(de)(de)(de)更高(gao)(gao)，相應的(de)(de)(de)(de)制(zhi)冷效(xiao)率(lv)更高(gao)(gao)。目前，在全世(shi)界范圍(wei)內，普遍商業(ye)化(hua)的(de)(de)(de)(de)半(ban)導體制(zhi)冷片還是(shi)碲化(hua)鉍(bi)基(ji)為主（以碲化(hua)鉍(bi)為基(ji)材(cai)，做不(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)摻(chan)雜形成P級和(he)N級）；

    ●如原(yuan)理圖所示，制冷片是由PN型熱電材料組(zu)成的電路（一般為串聯電路）。

    ●半導體制冷片是一種沒有運動(dong)部件的器件，但因為所(suo)使用的材料的熱(re)膨脹系數不(bu)同，所(suo)以在溫(wen)度變化(hua)時，器件會(hui)產(chan)生(sheng)內應力(li)；特別是在溫(wen)度變化(hua)速率（如需要冷熱(re)循(xun)環(huan)）很(hen)大時，產(chan)生(sheng)的內應力(li)會(hui)很(hen)大，這時就(jiu)需要選擇高可(ke)靠性器件。