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(dian)流流經兩(liang)個不同(tong)導(dao)體(ti)(ti)形成(cheng)的(de)(de)接(jie)觸點時，電(dian)子能級會發生跳躍，這種現象被叫做帕(pa)爾帖效應(ying)(ying)。帕(pa)爾帖效應(ying)(ying)是半導(dao)體(ti)(ti)制冷片的(de)(de)理論(lun)原型。

    ●當電(dian)子從(cong)低能(neng)(neng)量(liang)的(de)P型材料(liao)流向高能(neng)(neng)量(liang)的(de)N型材料(liao)時，電(dian)子會從(cong)低能(neng)(neng)級向高能(neng)(neng)級跳(tiao)躍，這(zhe)時表現為電(dian)子需要吸熱，從(cong)而在這(zhe)個節點處形成(cheng)冷(leng)面(mian)（制冷(leng)片的(de)冷(leng)面(mian)）；

    ●相反當電子(zi)從高(gao)能量的(de)N型材料(liao)流向(xiang)低能量的(de)P型材料(liao)時，電子(zi)會從高(gao)能級向(xiang)低能級跳躍，這時表(biao)現(xian)為電子(zi)需要(yao)放熱(re)，從而在這個節點處形成熱(re)面(mian)（制冷片的(de)熱(re)面(mian)）；

    ●事(shi)實上，大部分不同(tong)金屬形成(cheng)的閉環都具有這(zhe)個(ge)現象；目前商業(ye)化(hua)(hua)的碲(di)化(hua)(hua)鉍基熱電材(cai)料的帕(pa)爾帖效應更明顯，即電子能級跳(tiao)躍的更高(gao)(gao)，相應的制(zhi)冷(leng)效率更高(gao)(gao)。目前，在全(quan)世界范圍內，普遍商業(ye)化(hua)(hua)的半導(dao)體制(zhi)冷(leng)片(pian)還是(shi)碲(di)化(hua)(hua)鉍基為主（以碲(di)化(hua)(hua)鉍為基材(cai)，做不同(tong)的摻雜形成(cheng)P級和N級）；

    ●如原理圖所(suo)示，制冷片是由PN型熱電(dian)材(cai)料(liao)組成的電(dian)路（一般為串聯(lian)電(dian)路）。

    ●半導(dao)體制冷片是(shi)一種沒有運動部件(jian)(jian)的(de)器件(jian)(jian)，但(dan)因為所使用(yong)的(de)材料的(de)熱(re)膨脹系(xi)數不(bu)同(tong)，所以在(zai)溫度變(bian)化(hua)時(shi)，器件(jian)(jian)會產(chan)生內應(ying)力；特別是(shi)在(zai)溫度變(bian)化(hua)速(su)率（如需要(yao)冷熱(re)循(xun)環）很大時(shi)，產(chan)生的(de)內應(ying)力會很大，這時(shi)就需要(yao)選擇高可(ke)靠性器件(jian)(jian)。