制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法(fa)國人帕爾帖發(fa)現當(dang)電流(liu)流(liu)經兩個(ge)不同導體(ti)形成的(de)接觸(chu)點時(shi)，電子能級會(hui)發(fa)生(sheng)跳(tiao)躍，這種現象被叫做帕爾帖效應。帕爾帖效應是半導體(ti)制冷片的(de)理(li)論原型。

    ●當電(dian)(dian)子(zi)從低能量(liang)的P型材料流向高能量(liang)的N型材料時，電(dian)(dian)子(zi)會從低能級(ji)向高能級(ji)跳躍，這(zhe)時表(biao)現(xian)為電(dian)(dian)子(zi)需要吸熱，從而在這(zhe)個節點處形(xing)成冷(leng)面（制冷(leng)片的冷(leng)面）；

    ●相反當(dang)電(dian)(dian)子(zi)從高能量的N型材料(liao)流向低能量的P型材料(liao)時，電(dian)(dian)子(zi)會從高能級(ji)向低能級(ji)跳躍，這(zhe)時表現(xian)為(wei)電(dian)(dian)子(zi)需要放熱(re)，從而在這(zhe)個節點處(chu)形成熱(re)面（制冷(leng)片的熱(re)面）；

    ●事實上，大部分不同金屬形成(cheng)(cheng)的閉環都(dou)具有這個現象(xiang)；目(mu)前商業(ye)化的碲(di)(di)化鉍基(ji)熱電材料的帕(pa)爾帖效應(ying)更(geng)(geng)明顯，即電子能(neng)級(ji)跳躍的更(geng)(geng)高，相應(ying)的制冷效率(lv)更(geng)(geng)高。目(mu)前，在全世界范圍內(nei)，普(pu)遍商業(ye)化的半導體制冷片還(huan)是碲(di)(di)化鉍基(ji)為主(zhu)（以碲(di)(di)化鉍為基(ji)材，做不同的摻雜(za)形成(cheng)(cheng)P級(ji)和N級(ji)）；

    ●如原(yuan)理圖所示，制冷片是由PN型(xing)熱電(dian)材料組成的電(dian)路(lu)（一般為串聯(lian)電(dian)路(lu)）。

    ●半導體制冷(leng)片是一種沒有運動部(bu)件的(de)(de)器件，但因為(wei)所使用的(de)(de)材料(liao)的(de)(de)熱膨脹(zhang)系數(shu)不同(tong)，所以在溫度變(bian)化時，器件會(hui)產(chan)生內應力(li)(li)；特(te)別是在溫度變(bian)化速率（如需要(yao)冷(leng)熱循環）很(hen)大時，產(chan)生的(de)(de)內應力(li)(li)會(hui)很(hen)大，這(zhe)時就需要(yao)選(xuan)擇高可靠性器件。