制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年(nian)法(fa)國人帕爾(er)帖發(fa)現(xian)(xian)當(dang)電流流經兩(liang)個(ge)不同導體形成(cheng)的接觸點時，電子能級會(hui)發(fa)生跳躍，這種現(xian)(xian)象被叫做帕爾(er)帖效應。帕爾(er)帖效應是半導體制冷片的理論原型。

    ●當電子(zi)從(cong)(cong)低(di)能(neng)量的(de)P型(xing)材料(liao)流向高能(neng)量的(de)N型(xing)材料(liao)時(shi)，電子(zi)會(hui)從(cong)(cong)低(di)能(neng)級向高能(neng)級跳躍，這時(shi)表(biao)現為電子(zi)需要吸熱，從(cong)(cong)而在這個節點處形(xing)成冷面(mian)（制冷片的(de)冷面(mian)）；

    ●相反(fan)當(dang)電子(zi)從高能(neng)量的(de)N型(xing)(xing)材(cai)料流(liu)向(xiang)(xiang)低能(neng)量的(de)P型(xing)(xing)材(cai)料時，電子(zi)會從高能(neng)級向(xiang)(xiang)低能(neng)級跳(tiao)躍，這(zhe)(zhe)時表(biao)現為(wei)電子(zi)需要放熱(re)，從而在這(zhe)(zhe)個節點處(chu)形成熱(re)面（制冷片的(de)熱(re)面）；

    ●事(shi)實上(shang)，大部分不同金(jin)屬形成的(de)(de)閉(bi)環都具有這個現象(xiang)；目(mu)前商(shang)業(ye)化(hua)的(de)(de)碲化(hua)鉍基(ji)熱電材料的(de)(de)帕爾帖效應(ying)(ying)更明顯(xian)，即電子(zi)能級跳躍(yue)的(de)(de)更高，相(xiang)應(ying)(ying)的(de)(de)制(zhi)冷效率更高。目(mu)前，在全世界范圍內，普(pu)遍(bian)商(shang)業(ye)化(hua)的(de)(de)半(ban)導體制(zhi)冷片(pian)還是碲化(hua)鉍基(ji)為主（以碲化(hua)鉍為基(ji)材，做不同的(de)(de)摻雜形成P級和N級）；

    ●如原理(li)圖所示，制冷片(pian)是(shi)由PN型熱電(dian)材料組成的電(dian)路(lu)（一般為串聯(lian)電(dian)路(lu)）。

    ●半導體(ti)制冷片(pian)是(shi)一種沒有運(yun)動部件的器件，但(dan)因為所使用的材(cai)料的熱膨脹(zhang)系數不同，所以(yi)在(zai)溫(wen)度(du)變化時(shi)(shi)，器件會產(chan)生(sheng)內應力(li)(li)；特別(bie)是(shi)在(zai)溫(wen)度(du)變化速率（如(ru)需要(yao)冷熱循環）很大(da)(da)時(shi)(shi)，產(chan)生(sheng)的內應力(li)(li)會很大(da)(da)，這時(shi)(shi)就需要(yao)選擇高可靠性器件。