半導(dǎo)體制冷原理
半導(dǎo)體制冷的工作原理主要基于珀?duì)柼?yīng)，也稱為熱電效應(yīng)。

當(dāng)電流通過(guò)一個(gè)N型半導(dǎo)體和一個(gè)P型半導(dǎo)體組成的特殊半導(dǎo)體材料時(shí)，會(huì)在接點(diǎn)處產(chǎn)生電子空穴對(duì)，導(dǎo)致內(nèi)能減小和溫度降低，從而在一個(gè)端點(diǎn)吸熱并向外界吸熱，形成冷端；而在另一個(gè)端點(diǎn)，由于電子空穴對(duì)復(fù)合，內(nèi)能增加，溫度升高，并向環(huán)境放熱，形成熱端。通過(guò)調(diào)整電流的方向，可以精確控制哪個(gè)端點(diǎn)吸熱，哪個(gè)端點(diǎn)放熱，實(shí)現(xiàn)制冷效果。

半導(dǎo)體制冷是一種高效的制冷技術(shù)，與壓縮式制冷和吸收式制冷并稱為世界三大制冷方式，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無(wú)噪音、無(wú)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件等優(yōu)點(diǎn)。

半導(dǎo)體制冷器(Thermoelectric cooler)是指利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱熱電制冷器。用導(dǎo)體連接兩塊不同的金屬，接通直流電，則一個(gè)接點(diǎn)處溫度降低，另一個(gè)接點(diǎn)處溫度升高。

工作原理
若將電源反接，則接點(diǎn)處的溫度相反變化。這一現(xiàn)象稱為珀耳帖效應(yīng)，又稱熱-電效應(yīng)。純金屬的熱電效應(yīng)很小，若用一個(gè)N型半導(dǎo)體和一個(gè)P型半導(dǎo)體代替金屬，效應(yīng)就大得多。接通電源后，上接點(diǎn)附近產(chǎn)生電子空穴對(duì)，內(nèi)能減小，溫度降低，向外界吸熱，稱為冷端。另一端因電子空穴對(duì)復(fù)合，內(nèi)能增加，溫度升高，并向環(huán)境放熱，稱為熱端。一對(duì)半導(dǎo)體熱電元件所產(chǎn)生的溫差和冷量都很小，實(shí)用的半導(dǎo)體制冷器是由很多對(duì)熱電元件經(jīng)并聯(lián)、串聯(lián)組合而成，也稱熱電堆。單級(jí)熱電堆可得到大約60℃的溫差，即冷端溫度可達(dá)-10～-20℃。增加熱電堆級(jí)數(shù)即可使兩端的溫差加大。但級(jí)數(shù)不宜過(guò)多，一般為2～3級(jí)。
主要特點(diǎn)
半導(dǎo)體制冷器具有無(wú)噪聲、無(wú)振動(dòng)、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點(diǎn)，且工作可靠，操作簡(jiǎn)便，易于進(jìn)行冷量調(diào)節(jié)。但它的制冷系數(shù)較小，電耗量相對(duì)較大，故它主要用于耗冷量小和占地空間小的場(chǎng)合，如電子設(shè)備和無(wú)線電通信設(shè)備中某些元件的冷卻；有的也用于家用冰箱，但不經(jīng)濟(jì)。半導(dǎo)體制冷器還可做成零點(diǎn)儀，用來(lái)保證熱電偶測(cè)溫中的零點(diǎn)溫度。

熱電偶和半導(dǎo)體制冷片的用途區(qū)別

半導(dǎo)體制冷原理是什么呢？半導(dǎo)體制冷是在上個(gè)世紀(jì)五十年代開(kāi)始迅速發(fā)展的，半導(dǎo)體制冷在那個(gè)時(shí)候開(kāi)始大力發(fā)展，在工業(yè)，農(nóng)業(yè)等等領(lǐng)域都開(kāi)始有廣泛的應(yīng)用，比如可以作為空調(diào)，或者是來(lái)制作探測(cè)器，可以說(shuō)半導(dǎo)體制冷這個(gè)技術(shù)是當(dāng)今社會(huì)不可缺少的一種技能，下面來(lái)具體了解一下。

半導(dǎo)體制冷原理—背景

到了二十世紀(jì)五十年代隨著半導(dǎo)體材料的迅猛發(fā)展，熱電制冷器才逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向工程實(shí)踐，在國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)療和日常生活等領(lǐng)域獲得應(yīng)用，大到可以做核潛艇的空調(diào)，小到可以用來(lái)冷卻紅外線探測(cè)器的探頭，因此通常又把熱電制冷器稱為半導(dǎo)體制冷器。材料是當(dāng)今世界的三大支柱產(chǎn)業(yè)之一，材料是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，尤其是近幾十年來(lái)隨著人類科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，材料的發(fā)展更是日新月異，新材料層出不窮，其中半導(dǎo)體制冷材料就是其中的一個(gè)新興的熱門材料，其實(shí)半導(dǎo)體制冷技術(shù)早在二十世紀(jì)三十年代就已經(jīng)出現(xiàn)了，但其性能一直不盡如人意。

半導(dǎo)體制冷原理—優(yōu)點(diǎn)

半導(dǎo)體制冷器的尺寸小，可以制成體積不到1cm小的制冷器；重量輕，微型制冷器往往能夠小到只有幾克或幾十克。無(wú)機(jī)械傳動(dòng)部分，工作中無(wú)噪音，無(wú)液、氣工作介質(zhì)，因而不污染環(huán)境，制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響，在大的機(jī)械過(guò)載條件下，能夠正常地工作;通過(guò)調(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)節(jié)制冷速率；通過(guò)切換電流方向，可使制冷器從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長(zhǎng)，且易于控制。

半導(dǎo)體制冷原理—工作原理

半導(dǎo)體制冷器件的工作原理是基于帕爾帖原理，該效應(yīng)是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發(fā)現(xiàn)的，即利用當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B組成的電路且通有直流電時(shí)，在接頭處除焦耳熱以外還會(huì)釋放出某種其它的熱量，而另一個(gè)接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應(yīng)所引起的這種現(xiàn)象是可逆的，改變電流方向時(shí)，放熱和吸熱的接頭也隨之改變，吸收和放出的熱量與電流強(qiáng)度I[A]成正比，且與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)及熱端的溫度有關(guān)。

今天為您介紹了半導(dǎo)體制冷原理，它的背景以及它的優(yōu)點(diǎn)，您了解了嗎？半導(dǎo)體制冷原理即帕爾貼原理，在十九世紀(jì)就發(fā)現(xiàn)了，但是半導(dǎo)體制冷本身的技術(shù)發(fā)展在二十世紀(jì)才得以發(fā)展，到了今天，這種技術(shù)已經(jīng)成為各個(gè)行業(yè)中最重要有用的一種原理，很多的工業(yè)，農(nóng)業(yè)以及醫(yī)療產(chǎn)品是離不開(kāi)它的。