半导体制冷片工作原理
半导体制冷片工作原理
半导体制冷片工作原理 Document serial number【NL89WT-NY98YT-NC8CB-NNUUT-NUT108】半导体制冷片工作原理致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。
其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。
冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。
在以往致冷器是运用在CPU的，是利用冷端面来冷却CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。
致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。
半导体致冷器的历史致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect 可追溯到19世纪。
下图(1)是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A 点的热量被移到B点，导致A点温度降低，B点温度升高，这就是着名的Peltier effect。
这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。
到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。
一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。
图(1) 致冷器件的作用原理致冷器的名称相当多，如 Peltier cooler、thermoelectric、thermoelectric cooler (简称或、thermoelectric module，另外又称为热帮浦 (heat pump)。
半导体制冷片工作原理 电路
半导体制冷片工作原理电路
半导体制冷片工作原理电路
本文介绍了半导体制冷片的工作原理及其关联的电路。
一、原理
半导体制冷片是一种制冷片，其工作原理是将一定量的电源转换成可以使热耦合物排出的热能。
半导体制冷片有两种工作模式，即自动模式和手动模式，在这两种模式下，工作原理是一样的。
1、自动模式
在自动模式下，半导体制冷片是依靠电子控制系统来控制它的工作，它可以根据温度传感器获取的信息自动调节它的芯片。
芯片与电源相连，电源通过一定的控制电路和控制器来控制电流的大小和时间。
当电流通过芯片时，芯片会发出热能，这热能会使热耦合物排出，从而达到制冷的效果。
2、手动模式
在手动模式下，半导体制冷片是通过用户控制控制板来控制其工作的，控制板上设有一个旋钮，用户可以根据实际情况调节旋钮上的时间，时间越长，则电流越大，从而控制到芯片发出的热能越大，从而达到制冷效果。
二、关联电路
1、自动模式
自动模式下的关联电路如下图所示：
2、手动模式
手动模式下的关联电路如下图所示：
综上所述，半导体制冷片的工作原理主要为将一定量的电源转换成可以使热耦合物排出的热能，在不同的工作模式下，其关联电路也有所不同。
半导体制冷片的原理
半导体制冷片的原理
半导体制冷片（也称为热电制冷片）是一种基于热电效应的制冷技术，利用半导体材料的特性实现制冷。
其工作原理如下：
1. 热电效应：根据热电效应，当两个不同材料的接触处形成一个热电偶时，当偶温度发生变化时，该热电偶会产生一种电势差，即产生电能。
2. 零点电势差：当两个材料的接触处的温度相等时，该热电偶产生的电势差为零。
因此，如果可以控制一个材料的温度较低，另一个材料的温度较高，即可产生一个零点电势差。
3. P-N 接面：半导体制冷片通常使用 P-N 接面。
P型材料富含
正电荷，N型材料富含负电荷。
当电流通过 P-N 接面时，会
发生选择性散射，将热量从一个材料传递到另一个材料。
4. 热通道和冷通道：半导体制冷片中，通过将 P-N 接面分成
两部分，形成了热通道和冷通道。
热通道与冷通道之间通过热色散效应传递热量。
5. 制冷效果：当电流通过半导体制冷片时，热通道的一侧变热，这导致热电偶的一侧产生电势差。
另一侧负责较低的温度，在这一侧产生一个较低的电势差。
这个电势差会驱动热量从热通道传递到冷通道。
这样，热能就被转换成了电能。
总结：半导体制冷片利用半导体材料的特性，通过热电效应将热量从热通道传递到冷通道，实现制冷效果。
半导体制冷片是什么原理
半导体制冷片是什么原理
半导体制冷片是一种用于制冷的技术，其原理基于半导体材料的特性和Peltier
效应。
Peltier效应是指在两种不同材料的接触面上，当通过这两种材料的电流时，会在接触面上产生冷热差异的现象。
这种现象可以用于制冷器中，将热量从一个一侧传输到另一侧，从而实现制冷效果。
半导体制冷片的核心是由一系列P型和N型半导体材料交替排列而成的热电
偶阵列。
当通过这个阵列施加电流时，P型和N型半导体之间将出现热电偶效应，即在一个端口吸收热量，另一个端口则释放热量。
通过反复循环这个过程，可以实现制冷目的。
半导体制冷片具有结构简单、体积小、无振动、绿色环保等优点，因此在一些
需要小型制冷设备的场合广泛应用。
但是，半导体制冷片效率相对较低，制冷功率有限，通常用于小型电子设备的散热。
要实现更大功率的制冷，往往需要使用其他更传统的制冷技术。
总的来说，半导体制冷片通过Peltier效应实现制冷，其结构简单，体积小，
适用于小功率制冷场合，但在大功率制冷方面仍有一定局限性。
随着科学技术的不断进步，半导体制冷技术可能会得到进一步的改进和应用。
半导体制冷片
半导体制冷片半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。
它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
利用半导体材料的Peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。
它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。
利用半导体制冷的方式来解决LED照明系统的散热问题，具有很高的实用价值。
历史半导体制冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960年左右才出现，然而其理论基础Peltiereffect可追溯到19世纪。
这现象最早是在1821年，由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。
到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用，也就是[致冷器]的发明(注意，这时叫致冷器，还不叫半导体致冷器)。
由许多N型和P 型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其他金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，N型半导体任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。
电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。
离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。
如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。
半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。
半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。
半导体制冷片工作原理是什么
半导体制冷片工作原理
半导体制冷片是一种基于半导体材料电子结构特性设计的制冷装置，利用半导
体材料的热电耦效应和电冷效应实现制冷目的。
其工作原理主要依托Peltier效应，即在通过两种不同导电性材料接触时，会发生冷却或加热现象的热电效应。
Peltier效应
Peltier效应是19世纪法国物理学家皮耶特发现的一种热电现象。
当两种不同
导电性材料（一般为P型半导体和N型半导体）接触形成“电热联”时，当电流通
过这一电热联时，一个界面会吸热，而另一个则放热。
这导致一侧温度升高，一侧温度降低，即实现了制冷或加热效果。
半导体制冷片的构造
半导体制冷片通常由大量的P型和N型半导体芯片组成。
这些芯片被排列在
一起，在两端用金属片连接成电热联。
当通以电流时，不同半导体芯片之间产生的Peltier效应将其中一端冷却，另一端加热。
工作原理
半导体制冷片工作原理的关键在于Peltier效应的利用。
通过在半导体芯片间
造成电热联，利用电流通过该电热联时产生的热电效应，实现一端冷却、一端加热的效果。
这一设计使得半导体制冷片在一定条件下能够实现制冷功能。
应用领域
半导体制冷片由于工作原理简单、无机械部件、反应迅速等特点，被广泛应用
于低温环境下的电子设备散热、激光器冷却、光子探测器冷却等领域。
其小巧、静音、运行稳定等特点使其成为众多高科技设备的散热利器。
结语
半导体制冷片凭借Peltier效应的制冷原理，在现代科技发展中扮演着重要的
角色。
通过掌握其工作原理，我们能更好地理解其在制冷领域的应用，为未来的科技创新提供了新的可能性。
半导体制冷片工作原理
半导体制冷片工作原理————————————————————————————————作者: ————————————————————————————————日期：半导体制冷片工作原理致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用,也就是致冷器的发明。
其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过Ｐ型半导体,于此吸热量，到了N型半导体,又将热量放出，每经过一个NP模块,就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。
冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。
在以往致冷器是运用在CPU的,是利用冷端面来冷却CPU,而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。
致冷器也应用于做成车用冷／热保温箱,冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。
半导体致冷器的历史致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于１96０左右才出现,然而其理论基础Pｅltier effect 可追溯到1９世纪。
下图(1)是由X及Ｙ两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后,A点的热量被移到B点，导致A点温度降低,B点温度升高,这就是著名的Peｌtiｅr efｆect。
这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ＴhｏmaｓSeebaｃk首先发现,不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。
到了1８３4年，一位法国表匠,同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。
一、因半导体致冷片薄而轻巧,体积很小,不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱,放置车上，不占空间,并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮,在冬天就可以变成保温箱。
图(１）致冷器件的作用原理致冷器的名称相当多，如Pｅlｔier coolｅr、ther ｍoeｌectrｉc、thermoelｅctrｉc coolｅr (简称T.Ｅ或T.E.C)、thermoelｅｃｔrｉc module,另外又称为热帮浦(ｈeaｔｐump)。
半导体制冷片的原理
半导体制冷片的原理1.热电效应：热电效应是指在一些材料中，当温度差距存在时，通过该材料的两侧施加电压，会产生一种电压差。
这种效应可以通过两种现象来解释：热电冷却效应和热电发电效应。
2.热电冷却效应：当半导体材料的两侧施加正反电压时，电子从低温一侧移动到高温一侧，使得低温侧冷却，而高温侧加热。
这是因为在半导体材料中，电子在移动过程中会带走一部分热量，实现冷却效果。
3.直流热电模块：热电制冷片通常采用直流热电模块来实现冷却效果。
直流热电模块由一系列的P型和N型半导体片组成，这些片被交叉连接，在两侧分别加上正反电压。
4. Peltier效应：当电流通过热电模块时，P型材料产生热，而N型材料则会吸收热。
这是因为电流通过P型材料时，电子从低能级跃迁到高能级，释放出热量；而电流通过N型材料时，电子从高能级跃迁到低能级，吸收热量。
通过不断的热电转换，实现了对低温侧的冷却和高温侧的加热。
5.热导导率：为了提高制冷效果，热电制冷片通常采用具有高热导率的材料来制作，如硅和碲化铟。
高热导率可以增加热量的传导速度，提高制冷效果。
6.温度差限制：由于热电制冷片的制冷效果主要取决于温差，因此在实际应用中需要控制温差。
通常情况下，热电制冷片的温差较小，一般在几十摄氏度以下。
7.应用领域：热电制冷片具有体积小、重量轻、无污染、无噪音和可靠性高等特点，广泛应用于微型制冷器、电子设备冷却、激光器冷却、红外探测器等领域。
总结起来，半导体制冷片的原理是通过热电效应将电能转化为热能和冷能。
这种效应通过直流热电模块实现，利用Peltier效应将低温侧冷却和高温侧加热。
热电制冷片具有许多优点，正在逐渐应用于更多领域。
半导体制冷原理
半导体制冷原理半导体制冷技术是一种利用半导体材料特性实现制冷的方法。
这种技术近年来在各种应用中越来越受到关注，被广泛应用于电子设备、医疗设备等领域。
在半导体制冷的背后是一些基本的物理原理，在本文中我们将深入探讨半导体制冷的原理及其工作机制。
基本原理半导体材料的制冷原理基于泊松效应和热电效应。
泊松效应是指在半导体材料中，当半导体材料中有载流子（电子或正电荷）在P-N结附近移动时，会引起结附近靠近P-N结的区域的电子浓度发生变化，从而引起温度的变化。
而热电效应是指当半导体材料中的电子在电场作用下沿着P-N结方向移动时，会产生热量，从而实现制冷效果。
工作原理半导体制冷器的工作原理主要分为四个步骤：制冷元件与冷源接触、施加电压、电流通过制冷元件、制冷元件吸收热量。
当制冷元件与冷源接触时，制冷元件表面会吸收热量，使得制冷元件表面的温度下降。
接着，当施加电压到制冷元件上时，制冷元件中的载流子会在内部移动，从而产生热电效应，使得制冷元件表面进一步降温。
随着电流通过制冷元件，热电效应将热量从制冷元件表面传递到热源，实现了制冷效果。
应用领域半导体制冷技术已经广泛应用于各种领域。
在电子设备中，半导体制冷技术可以用于制冷电子器件以提高性能和延长使用寿命。
在医疗设备中，半导体制冷技术可以用于影像设备、医用激光器等设备的制冷。
此外，半导体制冷技术还可以用于激光器、光通信器件等领域。
结论半导体制冷技术作为一种新型制冷技术，具有较大的潜力和应用空间。
通过深入理解半导体制冷的基本原理和工作机制，我们可以更好地应用这种技术，提高设备性能，并拓展应用领域。
随着半导体制冷技术的不断发展和完善，相信它将在未来得到更广泛的应用。
半导体制冷器工作原理
半导体制冷器工作原理
半导体制冷器（也称为热电制冷器）利用热电效应实现制冷。
热电效应是指当两种不同的导电材料在温度差异下连接形成一个回路时，电子流的行为会引起温度差异的变化。
半导体制冷器中的半导体材料通常是由铋和碲等材料组成。
1.热端：当电流通过半导体材料时，由于热电效应，产生的热量被传递到热端。
热端通过散热器将热量散发到周围环境中。
2.冷端：在冷端，半导体材料中的电子流被冷却，导致温度下降。
当电子从一个材料传导到另一个材料时，其能量会被转移到冷端，导致冷却效果。
3.P-N结：半导体制冷器中的P-N结也被称为铁热尔界面，它通过半导体材料的N型和P型区域之间的结合来形成。
P-N结的作用类似于二极管，只允许电流在一个方向上通过。
4.热电效应：当电流通过P-N结时，如果在结制的一侧有温度差异，电流会导致铁热尔电势的差异，从而产生热电效应。
这会导致热量从高温一侧传导到低温一侧，并为制冷提供能量。
5.半导体层：半导体制冷器通常包含多层半导体材料。
这些层是以特定方式堆叠在一起的，以最大限度地提高热电效应。
总之，半导体制冷器的工作原理基于热电效应，利用电流导致的热电效应在P-N结中产生温度差异，并将热量从高温一侧传导到低温一侧，从而实现制冷效果。
这种制冷方式具有体积小、无震动、无噪音等特点，适用于一些小型的制冷设备。
半导体制冷器工作原理
半导体制冷器工作原理引言半导体制冷器是一种新型的制冷技术，它利用半导体材料的特殊性质实现制冷效果。
相比传统的压缩机制冷技术，半导体制冷器具有体积小、无噪音、无振动和高效能的特点。
本文将介绍半导体制冷器的工作原理。
一、热电效应半导体制冷器的工作原理基于热电效应，即通过电流通过半导体材料时，会产生热效应和电效应。
其中，热效应是指电流通过半导体材料时会产生热量，而电效应是指半导体材料在温度差异作用下会产生电压。
二、Peltier效应半导体制冷器利用Peltier效应来实现制冷。
Peltier效应是指当电流通过两个不同类型的半导体材料接触面时，会在接触面附近产生热量的转移。
当电流由N型半导体材料流向P型半导体材料时，接触面附近的热量会被转移到P型半导体材料一侧，从而形成冷面。
同时，N型半导体材料一侧会产生热量，形成热面。
三、制冷循环半导体制冷器通过制冷循环来实现制冷效果。
制冷循环主要包括四个过程：加热、冷却、热回收和制冷。
具体步骤如下：1. 加热：当电流通过半导体制冷器时，N型半导体材料一侧会吸收热量，形成热面。
2. 冷却：热量经过热面传递到P型半导体材料一侧，形成冷面。
3. 热回收：热量从冷面传递到热面，通过散热器散发出去。
4. 制冷：通过循环不断加热和冷却的过程，制冷器将热量从低温区域转移到高温区域，实现制冷效果。
四、热电材料的选择半导体制冷器的性能主要取决于所选用的热电材料。
常用的热电材料包括铋锑合金、铋碲合金和铋锑碲合金等。
这些材料具有高的热电效率和良好的稳定性，适用于制冷器的工作环境。
五、应用领域半导体制冷器的工作原理使其在许多领域中得到应用。
例如，它可以用于电子设备的冷却，提高设备的性能和寿命。
此外，半导体制冷器还可以用于光电子器件的制冷，提高器件的灵敏度和响应速度。
此外，半导体制冷器还可以应用于医疗领域，如低温保护和冷冻保存等。
结论半导体制冷器通过利用半导体材料的特殊性质，实现了高效能、无噪音和无振动的制冷效果。
半导体制冷片原理与接线
半导体制冷片原理与接线
半导体制冷片（TEC）是一种热电转换器件，其工作原理基于Peltier效应。
Peltier效应是指在两种不同的导电能力材料的接触界面上，在通过电流时产生热
量的现象。
半导体制冷片利用这一效应将热量从一个一侧转移到另一侧，实现制冷。
工作原理
半导体制冷片内部包含两种导电性不同的半导体材料，通常是硒化铋和硒化铋
铋镓。
当通电时，由于Peltier效应，在两种材料的接触处会产生热量。
其中一侧
吸收热量，冷却降温，称为冷面；另一侧则放热，升温，称为热面。
通过这种方式，半导体制冷片可以实现局部的制冷效果。
接线方法
半导体制冷片的接线方法主要分为串联和并联两种。
串联接线
在串联接线中，将多个半导体制冷片的冷面和热面依次连接在一起。
这种接线
方式可以提高制冷片的制冷效果，但是需要注意的是每个制冷片的电流和电压要相同，否则会造成制冷片的热效应不均匀，影响制冷效果。
并联接线
在并联接线中，多个半导体制冷片的冷面和热面分别连接在一起。
这种接线方
式可以增加制冷片的散热面积，提高散热效果，但是需要考虑制冷片之间的电流平衡，以避免对单个制冷片产生过大的影响。
总结
半导体制冷片作为一种高效制冷设备，在很多领域得到了广泛应用，比如电子
设备散热、医疗器械制冷等。
了解半导体制冷片的工作原理和正确的接线方法可以更好地发挥其制冷效果，提高其使用寿命和稳定性。
希望本文对您有所帮助。
制冷半导体工作原理
制冷半导体工作原理
制冷半导体是一种电子器件，其工作原理基于热电效应。
该器件由两个不同材料的半导体材料组成，一个为N型半导体，另一个为P 型半导体。
当电流通过器件时，电子和空穴在两种半导体间交换，产生了热和冷的效应。
由于P型半导体和N型半导体的导电性能不同，因此在该接触处会产生热电效应。
这个效应可以被利用来制造制冷系统，其中制冷半导体被安装在一个热盒内，同时一个热沉被放在系统的另一侧。
当电流通过制冷半导体时，它从内部吸收热量，然后在另一侧通过热沉散热。
这个效应可以被用于制造小型便携式冷却设备，如冷柜和小型制冷器。
半导体制冷片放热面
半导体制冷片是一种利用热电效应进行制冷的装置。
它由一系列连接的半导体材料组成，这些材料在电流通过时会产生热量和冷量。
制冷片的放热面是指半导体制冷片中用于散发热量的那一侧面。
半导体制冷片的工作原理是基于热电效应。
当电流通过半导体材料时，会在其两个接触面上产生温差。
其中一个接触面变热，而另一个接触面则变冷。
这一现象被称为“珀尔效应”。
半导体制冷片通过将热从冷的一侧移动到热的一侧来实现制冷效果。
这就需要将热量从制冷片的冷侧移除，从而保持制冷效果的持续运行。
因此，制冷片的热侧需要具有良好的散热性能，以便有效地将热量散发到周围环境中。
为了提高半导体制冷片的散热效能，通常会在放热面上采用一些散热技术。
例如，可以使用散热片、散热风扇或散热管等热管理装置来增强散热效果。
这些装置可以帮助加快热量的传递和散发，从而提高制冷片的效率。
总而言之，半导体制冷片的放热面是指用于散热的一侧面，通过散发热量来维持制冷效果的持续运行。
通过采用适当的散热技术，可以提高半导体制冷片的散热效能，从而提高制冷效率。
半导体制冷片TE介绍
半导体制冷片TE 介绍半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，以下的图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料(碲化铋)，这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成半导体制冷片的工作原理是:当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。
吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。
1、塞贝克效应(SEEBECKEFFECT)一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势:ES=S.△T式中:ES为温差电动势S(?)为温差电动势率(塞贝克系数)△T为接点之间的温差2、珀尔帖效应(PELTIEREFFECT)一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。
Qл=л.Iл=aTc式中:Qπ为放热或吸热功率π为比例系数，称为珀尔帖系数I为工作电流a为温差电动势率Tc为冷接点温度3、汤姆逊效应(THOMSONEFFECT)当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热之外，导体还要放出或吸收热量，在温差为△T的导体两点之间，其放热量或吸热量为:Qτ=τ.I.△TQτ为放热或吸热功率τ为汤姆逊系数I为工作电流△T为温度梯度以上的理论直到本世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明碲化铋化合物固溶体有良好的制冷效果，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷中半导体材料的一种主要成份。
半导体制热制冷的原理
半导体制热制冷的原理半导体制热制冷技术是一种利用半导体材料特性实现制热和制冷的技术。
它通过半导体材料的电热效应和热电效应来实现能量转换，从而实现制热和制冷的功能。
1. 半导体材料的电热效应半导体材料具有电阻和热阻的特性，当电流通过半导体材料时，会产生热量。
这是由于电流通过半导体材料时，材料内部的电子与晶格之间发生碰撞，导致能量转化为热能。
利用这一特性，可以通过控制电流的大小和方向来实现制热和制冷。
2. 半导体材料的热电效应半导体材料还具有热电效应，即当半导体材料两端温度存在温差时，会产生电压。
这是由于半导体材料的载流子在温度梯度作用下发生扩散，从而产生电荷不平衡。
利用这一特性，可以将温度差转化为电能，实现制热和制冷。
基于以上原理，半导体制热制冷技术可以通过以下步骤实现制热和制冷：1. 制热过程当需要制热时，通过控制半导体材料的电流方向和大小，使电流通过材料产生热量。
这些热量可以通过导热板或导热管传递给被加热物体，从而实现制热的目的。
2. 制冷过程当需要制冷时，可以利用半导体材料的热电效应。
通过将半导体材料的一端与低温环境接触，另一端与高温环境接触，形成温度梯度。
这时，半导体材料将产生电压，将热量从低温环境传递到高温环境，从而实现制冷。
半导体制热制冷技术具有以下优势：1. 高效节能半导体制热制冷技术相比传统的制热制冷技术，具有高能量转换效率和节能的特点。
因为它直接利用电能转化为热能或利用温度差转化为电能，减少了能量的浪费。
2. 环保无污染半导体制热制冷技术不需要使用化学制剂和制冷剂，不会产生废气和废液，对环境没有污染。
3. 体积小巧半导体材料具有小尺寸和灵活性，制热制冷设备体积小巧，适用于各种空间限制的场合。
4. 调节精度高半导体制热制冷技术可以通过调节电流和温度来实现对制热和制冷的精确控制，温度调节范围广，可满足不同需求。
然而，半导体制热制冷技术也存在一些挑战：1. 效能限制半导体材料的电热效应和热电效应受到材料本身性能的限制，效能相对较低，需要不断改进材料性能来提高制热制冷效率。
半导体制冷片发电
半导体制冷片发电
半导体制冷片发电是一种新型的发电方式，它利用半导体材料的热电效应，将热能转化为电能。
这种发电方式具有高效、环保、安全等优点，因此备受关注。
半导体制冷片发电的原理是利用半导体材料的热电效应。
当半导体材料的两端温度不同时，就会产生电势差，从而产生电流。
这种现象被称为“塞贝克效应”。
利用这种效应，可以将热能转化为电能。
半导体制冷片发电的优点主要有以下几点。
首先，它具有高效性。
相比传统的热能发电方式，半导体制冷片发电的效率更高，能够将更多的热能转化为电能。
其次，它具有环保性。
半导体制冷片发电不会产生任何污染物，对环境没有任何影响。
再次，它具有安全性。
半导体制冷片发电不需要燃烧任何燃料，因此不存在火灾、爆炸等安全隐患。
半导体制冷片发电的应用范围非常广泛。
它可以用于太阳能、地热能、生物质能等各种能源的转化。
此外，它还可以用于制冷、空调等领域。
在制冷领域，半导体制冷片发电可以取代传统的制冷剂，从而减少对环境的污染。
半导体制冷片发电的发展前景非常广阔。
随着环保意识的不断提高，人们对新型能源的需求也越来越大。
半导体制冷片发电作为一种高效、环保、安全的新型能源，将会得到更广泛的应用和推广。
半导体制冷片发电是一种非常有前途的新型能源。
它具有高效、环保、安全等优点，可以用于各种能源的转化和制冷领域。
相信在不久的将来，半导体制冷片发电将会成为一种主流的能源形式。
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半导体制冷片工作原理致冷器件是由半导体所组成的一种冷却装置，随着近代的半导体发展才有实际的应用，也就是致冷器的发明。
其工作原理是由直流电源提供电子流所需的能量，通上电源后，电子负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到令外一边造成温差而形成冷热端。
冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之。
在以往致冷器是运用在CPU的，是利用冷端面来冷却CPU，而热端面散出的热量则必需靠风扇来排出。
致冷器也应用于做成车用冷/热保温箱，冷的方面可以冷饮机，热的方面可以保温热的东西。
半导体致冷器的历史致冷片是由半导体所组成的一种冷却装置，于1960左右才出现，然而其理论基础Peltier effect 可追溯到19世纪。
下图(1)是由X及Y两种不同的金属导线所组成的封闭线路，通上电源之后，A 点的热量被移到B点，导致A点温度降低，B点温度升高，这就是著名的Peltier effect。
这现象最早是在1821年，由一位德国科学家Thomas Seeback首先发现，不过他当时做了错误的推论，并没有领悟到背后真正的科学原理。
到了1834年，一位法国表匠，同时也是兼职研究这现象的物理学家JeaNPeltier，才发现背后真正的原因，这个现象直到近代随着半导体的发展才有了实际的应用，也就是「致冷器」的发明。
一、因半导体致冷片薄而轻巧，体积很小，不占空间，并可以携带，做成车用电冷/热保温箱，放置车上，不占空间，并可变成冰箱及保温箱，夏天可以摆上几瓶饮料，就可以便冰饮，在冬天就可以变成保温箱。
二、致冷器件的结构与原理下图(2)是一个制冷器的典型结构。
图(2) 致冷器的典型结构致冷器是由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成，而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路，通常是铜、铝或其它金属导体，最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来，陶瓷片必须绝缘且导热良好，外观如下图(3)所示，看起来像三明治。
图(3) 致冷器的外观以下详细说明N型和P型半导体的原理:三、N型半导体(1) 如果在锗或硅中均匀掺杂五价元素，由于价电子间会互相结合而形成共价键，故每个五价元素会与邻近四价之锗或硅原子互成一共价键，而多出一个电子来，如图(4)所示，这就称为N型半导体。
(N表示negative，电子带负电) 。
图(4) N型半导体(2) 由于加入五甲元素后会添加电子，故五价元素又被称为施体原子。
(3) 加入五价元素而产生之自由电子，在N型半导体里又占大多数，故称为多数载体(majority carriers) 。
由温度的引响所产生之电子─电洞对是少数，所以N型半导体中称电洞为少数载体(minority carriers) 。
四、P型半导体(1) 如果在锗或硅中均匀掺杂三价元素，由于价电子间会互相结合而形成共价键，故每个三价元素会与邻近四价之锗或硅原子互成一共价键，而多缺少一个电子，在原子中造成一个空缺来，这个空缺我们称为电洞，如图(5)B 所示，加入三价元素之半导体就称为P型半导体。
(P表示positive，电洞视为正电荷) 。
图(5) P型半导体(2) 由于加入三价元素后会造成一个空缺，故三价元素又被称为受体原子。
(3)加入三价元素而产生之电洞，在P型半导体中是多数载体。
受热使共价键破坏而产生的电子电洞为少数，故P型半导体中称电子为少数载体。
(4) 通常我们都用正电荷代表电洞。
但侍体中的原子不能移动，所以电洞(一个空位)也应该是不能移动的。
五、P-N结合(1) 当P型半导体或N型半导体被单独使用时，由于其导电力比铜、银等不良，但却比绝缘体的导电力良好，故实际上，就等于一个电阻器一样，如下图(6)所示。
图(6) P-N结合(2) 但若将数片P或N型半导体加以适当的组合，则会产生各种不同的电气特性，而使半导体零件的功能更多彩多姿。
今天我们要先看看把一块P型半导体与N型半导体结合起来的情况。
(3) 当一块P型半导体与N型半导体结合起来时，如下图所示，由于P型半导体中有很多的电洞，而N型半导体中有许多电子，所以当P-N结合起来时，结合面附近的电子会填入电洞中，P-N结合起来时，如下图(7)(a)所示。
图(7)或许你会以为N型半导体中的电子会不断的透过接合面与电洞结合，直到所有的电子或电洞消失为止。
事实上，靠近接合面的N型半导体失去了电子后就变成正离子，P型半导体失去了一些电洞后就变成负离子，如上图(7) (b)所示。
此时正离子会排斥电洞，负离子会排斥电子，因而阻止了电子、电洞的继续结合，而产生平衡之状态。
(4) 在P-N接合面(P-Njunction)附近没有载体(电子或电洞)，只有离子之区域称为空乏区(depletioNregion) 。
(5) 空乏区的离子所产生的阻止电子、电洞通过接合面的力量，称为障碍电位(potential barrier) 。
障碍电位视半导体的掺杂程度而定，一般而言，Ge 的P-N接合面约为0.2~0.3V，而Si 的P-N 接合面约为0.6~0.7V。
六、正向偏压(1) 若把电池的正端接P型半导体，而把负端接N型半导体，如下图(8)所示，则此时P-N接合面的偏压型式称为”正向偏压”。
图(8)加上正向偏压E(2) 若外加电源E 足够大而克服了障碍电位，则由于电池的正端具有吸引电子而排斥电洞的特性，电池的负端有吸引电洞而排斥电子之特性，因此N型半导体中的电子会越过P-N接合面而进入P 型半导体与电洞结合，同时，电洞也会通过接合面而进入N型半导体内与电子结合，造成很大的电流通过P-N接合面。
(3) 因为电池的负端不断的补充电子给N型半导体，电池的正端则不断的补充电洞给P型半导体，(实际上是电池的正端不断的吸出P型半导体中之电子，使P 型半导体中不断产生电洞) ，所以通过P-N接合面的电流将持续不断。
(4) P-N接合在加上正向偏压时，所通过之电流称为正向电流(IF) 。
七、反向偏压(1) 现在如果我们把电池的正端接N而负端接P，则电子、电洞将受到E之吸引而远离接合面，空乏区增大，而不会有电子或电洞越过接合面产生接合，如下图(9)所示，此种外加电压之方式称为反向偏压。
图(9)加上反向偏压E(2) 当P-N接合面被加上反向偏压时，理想的情形应该没有反向电流(IR=0)才对，然而，由于温度的引响，热能在半导体中产生了少数的电子─电洞对，而于半导体中有少数载体存在。
在P-N 接合面被接上反向偏压时，N型半导体中的少数电洞和P 型半导体中的少数电子恰可以通过P-N 接合面而结合，故实际的P-N接合再加上反向偏压时，会有一”极小”之电流存在。
此电流称为漏电电流，在厂商的资料中多以IR表之。
[注] ：在实际应用时多将I R忽略,而不加以考虑。
(3) IR与反向偏压之大小无关，却与温度有关。
无论或硅，每当温度升高10℃，IR就增加为原来的两倍。
八、崩溃(Breakdown)(1) 理想中，P-N接合加上反向偏压时，只流有一甚小且与电压无关之漏电电流IR.。
但是当我们不断把反向电压加大时，少数载体将获得足够的能量而撞击、破坏共价键，而产生大量的电子一对洞对。
此新生产之对子及电洞可从大反向偏压中获得足够的能量去破坏其它共价键，这种过程不断重复的结果，反向电流将大量增加，此种现象称为崩溃。
(2) P-N接合因被加上「过大」的反向电压而大量导电时，若不设法限制通过P-N接合之反向电流，则P-N接合将会烧毁。
九、二极管之V-1（电压-电流）特性把P-N接合体加上两根引线，并用塑料或金属壳封装起来，即成为二极管。
二极管的电路符号如图(10)(b)所示，两支引线分别称为阳极和阴极。
图(10) 二极管欲详知一个组件之特性并加以应用，较佳的方法是研究此组件之V-I（电压-电流）特性线。
下图(11)为二极管之正向特性曲线。
由特性曲线可看出二极管所加之正向偏压低于切入电压(cutiNvoltage)时，电流很小，一旦超过切入电图(11) 典型的二极管正向特性压，电流IF既急速上升（此时IF的最大值是由外部电阻R加以限制）。
硅二极管的切入电压为0.6V，锗二极管的切入电压为0.2V。
二极管流有正向电流时，其正向压降VF几乎为一定数，不易受正向电流的变化所影响，设计电路时，可以采用表(1)的数据。
表(1) 常温时二极管的正向压降注意！当温度升高的时候，二极管的正向压降VF会降低，其降低量为ΔVF = K ×ΔΔT = 温度变化量，℃K = 硅为-2 mV /℃，锗为-1.3 mV/℃由于晶体管的B-E 极间也为P-N接合，故也有负温度特性，这使得晶体管电路的性能受到温度所影响，故吾人常使用与晶体管同质料（锗或硅）的二极管作为晶体管的偏压，以使两者之△VF互相抵消。
图(12) 典型的二极管反向特性上图(12)为二极管的反向特性曲线图。
由此图可得知：(1) 未崩溃以前，反向电流IR为固定值，不随反向电压而变动。
(2) 硅之IR甚小，通常小于10μA，锗之IR则高达数百倍。
整流二极体很少以锗制造，也就是为了这个缘故。
(3) 二极管，无论锗或硅，当温度每增高10℃时，IR约升为原来的两倍。
(4) 当反向偏压达到崩溃电压VBD后，电流会迅速增加，此时必须由外加电阻R限制住IR，否则二极管会烧毁。
十、二极管的规格整流二极管之主要规格有：(1) 额定电流-以电阻为负载时，二极管所能通过的最大「平均电流」，厂商的规格表中多以IO表。
(2) 耐压-亦称为最大反向耐压(peak inverse voltage；简称PIV)，此电压乃指不令二极管产生崩溃的最大反向电压，规格表中多以VR表之。
十一、致冷晶片作工的原理以及运用实例直流电源提供了电子流动所需的能量，通上电源之后，电子由负极(-)出发，首先经过P型半导体，于此吸收热量，到了N型半导体，又将热量放出，每经过一个NP模块，就有热量由一边被送到另外一边，造成温差，而形成冷热端。
冷热端分别由两片陶瓷片所构成，冷端要接热源，也就是欲冷却之物，如CPU，而热端要接散热片风扇，将热量排出。
于各接面之间，一样要涂上散热膏，以利热量之传导。
以上就是致冷器的基本架构。
致冷器的用途很多，其中一个主要的用途就是超频，而听说现在市面上卖的车用冰热保温箱也是使用这种芯片。
目前致冷器所采用的半导体材料最主要为碲化铋(Bismuth Telluride)，加入不纯物经过处理而成N型或P型半导体，听说市面上的致冷芯片都竖外进口，并氟内制造，因为成本昂贵。
十二、热能转换能转换(冰块溶解):一物体历经一传递能量的交互作用过程后，内能的变化为E，假设在此过程中，外对物体所做的功为W，则传入物体或传出体之热量Q定义为Q= E-W 当Q为正时，物体吸热;Q 为负值时，物体放热。