制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人帕(pa)爾帖發現當電流(liu)(liu)流(liu)(liu)經兩(liang)個不(bu)同導體形成(cheng)的接觸點時，電子能級會發生跳躍，這種現象被叫做帕(pa)爾帖效應(ying)。帕(pa)爾帖效應(ying)是半(ban)導體制冷片的理論原型。

    ●當(dang)電子(zi)從低能(neng)量的(de)(de)P型(xing)材料(liao)流向高能(neng)量的(de)(de)N型(xing)材料(liao)時，電子(zi)會從低能(neng)級(ji)向高能(neng)級(ji)跳躍，這(zhe)時表現為電子(zi)需要吸(xi)熱(re)，從而在(zai)這(zhe)個節點(dian)處形成冷面(mian)（制(zhi)冷片的(de)(de)冷面(mian)）；

    ●相反當電(dian)子(zi)從(cong)高能量的N型材料(liao)流向低能量的P型材料(liao)時，電(dian)子(zi)會從(cong)高能級(ji)向低能級(ji)跳躍，這(zhe)(zhe)時表現為電(dian)子(zi)需要(yao)放熱(re)(re)，從(cong)而在這(zhe)(zhe)個節點(dian)處形成熱(re)(re)面（制冷片(pian)的熱(re)(re)面）；

    ●事實上，大部分不(bu)同金屬形成(cheng)的(de)閉環都具有這個(ge)現象；目(mu)前商業化(hua)的(de)碲化(hua)鉍基熱電材料的(de)帕(pa)爾(er)帖效(xiao)應更明顯，即(ji)電子能級(ji)(ji)跳躍(yue)的(de)更高，相(xiang)應的(de)制冷效(xiao)率(lv)更高。目(mu)前，在全(quan)世界范圍內，普遍(bian)商業化(hua)的(de)半導(dao)體制冷片(pian)還是碲化(hua)鉍基為主(zhu)（以(yi)碲化(hua)鉍為基材，做不(bu)同的(de)摻雜(za)形成(cheng)P級(ji)(ji)和(he)N級(ji)(ji)）；

    ●如原(yuan)理圖所示，制冷片是由PN型(xing)熱電材料組成的電路（一(yi)般(ban)為串聯(lian)電路）。

    ●半(ban)導(dao)體制冷片是一(yi)種沒有運動部件(jian)(jian)(jian)的(de)器件(jian)(jian)(jian)，但因(yin)為所使用的(de)材料的(de)熱膨脹(zhang)系數不同，所以在溫(wen)度變(bian)化時(shi)，器件(jian)(jian)(jian)會產生(sheng)內(nei)應(ying)力；特別是在溫(wen)度變(bian)化速(su)率（如(ru)需要冷熱循環）很大(da)(da)時(shi)，產生(sheng)的(de)內(nei)應(ying)力會很大(da)(da)，這(zhe)時(shi)就需要選擇高(gao)可靠性器件(jian)(jian)(jian)。