製冷片是怎麼工作的

Ⅰ 半導體致冷片（製冷片）原理是什麼

在原理上，半導體的製冷片只能算是一個熱傳遞的工具，雖然製冷片會主動為晶元散熱，但依然要將熱端的高於晶元的發熱量散發掉。在製冷片工作期間，只要冷熱端出現溫差，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動到熱端並通過散熱設備散發出去。因此，製冷片對於晶元來說是主動製冷的裝置，而對於整個系統來說，只能算是主動的導熱裝置，因此，採用半導體製冷裝置的ZENO96智冷版，依然要採取主動散熱的方式對製冷片的熱端進行降溫。 風扇以及散熱片的作用主要是為製冷片的熱端散熱，通常熱端的溫度在沒有散熱裝置的時候會達到100度左右，極易超過製冷片的承受極限，而且半導體製冷效率的關鍵就是要盡快降低熱端溫度以增大兩端溫差，提高製冷效果，因此在熱端採用大型的散熱片以及主動的散熱風扇將有助於散熱系統的優良工作。在正常使用情況下，冷熱端的溫差將保持在40～65度之間。 當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定，以下三點是熱電製冷的溫差電效應。
1、塞貝克效應
（SEEBECKEFFECT） 一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時，如兩個連接點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢：ES=S.△T 式中：ES為溫差電動勢 S為溫差電動勢率（塞貝克系數） △T為接點之間的溫差
2、珀爾帖效應
（PELTIEREFFECT） 一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。 Qл=л.Iл=aTc 式中：Qπ為放熱或吸熱功率 π為比例系數，稱為珀爾帖系數 I為工作電流 a為溫差電動勢率 Tc為冷接點溫度
3、湯姆遜效應
（THOMSONEFFECT） 當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為： Qτ=τ.I.△T Qτ為放熱或吸熱功率 τ為湯姆遜系數 I為工作電流 △T為溫度梯度 以上的理論直到本世紀五十年代，蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。 約飛的理論得到實踐應用後，有眾多的學者進行研究到六十年代半導體製冷材料的優值系數，才達到相當水平，得到大規模的應用，也就是我們現在的半導體製冷片件。 中國在半導體製冷技術開始於50年代末60年代初，當時在國際上也是比較早的研究單位之一，60年代中期，半導體材料的性能達到了國際水平，60年代末至80年代初是我國半導體製冷片技術發展的一個台階。在此期間，一方面半導體製冷材料的優值系數提高，另一方面拓寬其應用領域。中國科學院半導體研究所投入了大量的人力和物力，獲得了半導體製冷片，因而才有了現在的半導體製冷片的生產及其兩次產品的開發和應用。

以上內容來自http://..com/question/169411393.html

Ⅱ 製冷片工作原理

簡單而言製冷片能夠製冷是半導體p-n結在電場的作用下所產生的。在給半導體p-n結施加一定的電壓的情況下，電子從p區要穿過n區就需要耗能從而產生熱量；如果熱量被空氣或者其它物體散發，因平衡的需要會進行補充，這就產生吸熱現象即製冷了。因此半導體製冷片在使用時必須要保證熱端的散熱效果，否則不但不能製冷而且會造成製冷片的損壞。

Ⅲ 製冷片是怎麼製冷的

在製冷片工作期間，只要冷熱端出現溫差，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動到熱端並通過散熱設備散發出去。

半導體的製冷片算是一個熱傳遞的工具，雖然製冷片會主動為晶元散熱，要將熱端的高於晶元的發熱量散發掉。製冷片對於晶元來說是主動製冷的裝置，對於整個系統來說，算是主動的導熱裝置，採用半導體製冷裝置的ZENO96智冷版，依然要採取主動散熱的方式對製冷片的熱端進行降溫。

結構：

半導體熱電偶由N型半導體和P型半導體組成。N型材料有多餘的電子，有負溫差電勢。P型材料電子不足，有正溫差電勢；當電子從P型穿過結點至N型時，結點的溫度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相當於結點所消耗的能量。相反，當電子從N型流至P型材料時，結點的溫度就會升高。

以上內容參考；網路-製冷片

Ⅳ 鍗婂間綋鍒跺喎鐗囧師鐞嗗強鍏舵妧鏈榪愮敤

鍗婂間綋鍒跺喎鐗囨槸涓縐嶅埄鐢ㄥ崐瀵間綋鏉愭枡鐗規у埗鍐風殑鐑鐢靛埗鍐鋒妧鏈錛屽叾宸ヤ綔鍘熺悊涓昏佸熀浜庢硦鏉炬晥搴斿拰鐑鐢墊晥搴斻傚綋鍗婂間綋鏉愭枡鍙楀埌鐢靛満浣滅敤鏃訛紝浼氬彂鐢熸硦鏉炬晥搴旓紝鍗崇數瀛愬湪鏅朵綋鍐呴儴鐨勪簹鏅舵牸涓鍙戠敓縐誨姩錛屼粠鑰屼駭鐢熺儹鐢墊晥搴旓紝鍗沖湪鍗婂間綋鏉愭枡鐨勪氦鐣岄潰澶勶紝鐢變簬鐢靛瓙絀胯秺鑳介殭鏃剁殑鐑鐢靛帇宸鑰屼駭鐢熻兘嫻併傝繖縐嶈兘嫻佺殑浜х敓浼氬紩璧峰矓閮ㄦ俯搴︽湁鎵鍙樺寲錛屼粠鑰屽疄鐜板埗鍐楓
鍗婂間綋鍒跺喎鐗囩殑浼樼偣鏄緇撴瀯綆鍗曘佸彲闈犳ч珮銆佷嬌鐢ㄥ垮懡闀匡紝騫朵笖鍙浠ュ疄鐜板皬鍨嬪寲鍜岄泦鎴愬寲銆傚湪鎶鏈榪愮敤鏂歸潰錛屽崐瀵間綋鍒跺喎鐗囧凡緇忓緱鍒頒簡騫挎硾鐨勫簲鐢錛屼緥濡傚湪鐢靛瓙鍣ㄤ歡鍐峰嵈銆佸厜鐢靛瓙鍣ㄤ歡銆佸尰鐤楀櫒姊般佺簿瀵嗕華鍣ㄣ佹苯杞﹀喎鍗寸瓑棰嗗煙閮芥湁涓嶅悓紼嬪害鐨勫簲鐢ㄣ傚挨鍏舵槸鍦ㄥ井鍨嬬數瀛愬櫒浠朵腑錛屽崐瀵間綋鍒跺喎鐗囩殑灝忓瀷鍖栧拰楂樻晥鎬т嬌寰楀叾鎴愪負蹇呬笉鍙灝戠殑涓閮ㄥ垎銆
涓嶈繃錛屽崐瀵間綋鍒跺喎鐗囪繕闈涓寸潃涓浜涙妧鏈涓婄殑鎸戞垬銆備緥濡傦紝鍏跺埗鍐峰姏姣斾紶緇熷埗鍐鋒妧鏈瑕佸急錛涘湪楂樻俯涓嬶紝鍒跺喎鏁堢巼涓嬮檷鏄庢樉錛涘埗鍐風墖瑕佹眰浣跨敤鐩存祦鐢墊簮錛岃屼笉鏄甯傜數銆傛ゅ栵紝鍗婂間綋鍒跺喎鐗囩殑鎴愭湰鐩稿硅緝楂橈紝榪欎篃闄愬埗浜嗗叾騫挎硾搴旂敤銆傞殢鐫鍗婂間綋鎶鏈鐨勫彂灞曞拰鎴愭湰鐨勯檷浣庯紝榪欎簺闂棰樺皢浼氶愭ュ緱鍒拌В鍐籌紝鍗婂間綋鍒跺喎鐗囦篃灝嗕細寰楀埌鏇村箍娉涚殑搴旂敤銆

Ⅳ 半導體製冷片原理及其技術運用

半導體製冷片(TE)也叫熱電製冷片，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無製冷劑污染的場合。

半導體製冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理，以下的圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料(碲化鉍)，這個半導體元件在電路上是用串聯形式連結組成。

半導體製冷片的工作原理

當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定，以下三點是熱電製冷的溫差電效應。

1、塞貝克效應(SEEBECKEFFECT)

一八二二年德國人塞貝克發現當兩種不同的導體相連接時，如兩個連接點保持不同的溫差，則在導體中產生一個溫差電動勢：ES=S.△T

式中：ES為溫差電動勢

S(?)為溫差電動勢率(塞貝克系數)

△T為接點之間的溫差

2、珀爾帖效應(PELTIEREFFECT)

一八三四年法國人珀爾帖發現了與塞貝克效應的效應，即當電流流經兩個不同導體形成的接點時，接點處會產生放熱和吸熱現象，放熱或吸熱大小由電流的大小來決定。

Qл=л.Iл=aTc

式中：Qπ為放熱或吸熱功率

π為比例系數，稱為珀爾帖系數

I為工作電流

a為溫差電動勢率

Tc為冷接點溫度

3、湯姆遜效應(THOMSONEFFECT)

當電流流經存在溫度梯度的導體時，除了由導體電阻產生的焦耳熱之外，導體還要放出或吸收熱量，在溫差為△T的導體兩點之間，其放熱量或吸熱量為：

Qτ=τ.I.△T

Qτ為放熱或吸熱功率

τ為湯姆遜系數

I為工作電流

△T為溫度梯度

以上的理論直到本世紀五十年代，蘇聯科學院半導體研究所約飛院士對半導體進行了大量研究，於一九五四年發表了研究成果，表明碲化鉍化合物固溶體有良好的製冷效果，這是最早的也是最重要的熱電半導體材料，至今還是溫差製冷中半導體材料的一種主要成份。

約飛的理論得到實踐應用後，有眾多的學者進行研究到六十年代半導體製冷材料的優值系數，才達到相當水平，得到大規模的應用，也就是我們現在的半導體製冷片件。

中國在半導體製冷技術開始於50年代末60年代初，當時在國際上也是比較早的研究單位之一，60年代中期，半導體材料的性能達到了國際水平，60年代末至80年代初是我國半導體製冷片技術發展的一個台階。在此期間，一方面半導體製冷材料的優值系數提高，另一方面拓寬其應用領域。中國科學院半導體研究所投入了大量的人力和物力，獲得了半導體製冷片，因而才有了現在的半導體製冷片的生產及其兩次產品的開發和應用。

製冷片的技術應用

半導體製冷片作為特種冷源，在技術應用上具有以下的優點和特點：

1、不需要任何製冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體片件，工作時沒有震動、噪音、壽命長，安裝容易。

2、半導體製冷片具有兩種功能，既能製冷，又能加熱，製冷效率一般不高，但制熱效率很高，永遠大於1。因此使用一個片件就可以代替分立的加熱系統和製冷系統。

3、半導體製冷片是電流換能型片件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控、程式控制、計算機控制，便於組成自動控制系統。

4、半導體製冷片熱慣性非常小，製冷制熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鍾，製冷片就能達到最大溫差。

5、半導體製冷片的反向使用就是溫差發電，半導體製冷片一般適用於中低溫區發電。

6、半導體製冷片的單個製冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串、並聯的方法組合成製冷系統的話，功率就可以做的很大，因此製冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

7、半導體製冷片的溫差范圍，從正溫到負溫度都可以實現。

通過以上分析，半導體溫差電片件應用范圍有：製冷、加熱、發電，製冷和加熱應用比較普遍，有以下幾個方面：

1、軍事方面：導彈、雷達、潛艇等方面的紅外線探測、導行系統。

2、醫療方面;冷力、冷合、白內障摘除片、血液分析儀等。

3、實驗室裝置方面：冷阱、冷箱、冷槽、電子低溫測試裝置、各種恆溫、高低溫實驗儀片。

4、專用裝置方面：石油產品低溫測試儀、生化產品低溫測試儀、細菌培養箱、恆溫顯影槽、電腦等。

5、日常生活方面：空調、冷熱兩用箱、飲水機、電子信箱等。此外，還有其它方面的應用，這里就不一一提了。

半導體製冷片的散熱方式

半導體製冷片件的散熱是一門專業技術，也是半導體製冷片件能否長期運行的基礎。良好的散熱才能獲得最低冷端溫度的先決條件。以下就是半導體製冷片的幾種散熱方式：

1、自然散熱。

採用導熱較好的材料，紫銅鋁材料做成各種散熱片，在靜止的空氣中自由的散發熱量，使用方便，缺點是體積太大。

2、充液散熱。

用較好的散熱材料做成水箱，用通液體或通水的方法降溫。缺點是用水不方便，浪廢太大，優點是體積小，散熱效果最好。

3、強迫風冷散熱。

工作氣氛為流動空氣，散熱片所用的材料和自然散熱片相同，使用方便，體積比自然冷卻的小，缺點是增加一個風機出現噪音。

4、真空潛熱散熱。

最常用的就是「熱管」散熱片，它是利用蒸發潛熱快速傳遞熱容量。