制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法(fa)國人帕(pa)爾(er)帖發(fa)現當電(dian)流流經(jing)兩個(ge)不同導體形成的接(jie)觸(chu)點時，電(dian)子能級(ji)會發(fa)生跳躍，這種現象被叫(jiao)做(zuo)帕(pa)爾(er)帖效應。帕(pa)爾(er)帖效應是半導體制(zhi)冷片(pian)的理論(lun)原型。

    ●當電(dian)子從低(di)能量(liang)的(de)P型(xing)材料流向(xiang)高(gao)能量(liang)的(de)N型(xing)材料時，電(dian)子會從低(di)能級向(xiang)高(gao)能級跳(tiao)躍(yue)，這時表現為(wei)電(dian)子需(xu)要吸熱，從而在這個(ge)節(jie)點(dian)處形成冷面（制冷片的(de)冷面）；

    ●相反當電子從(cong)高能(neng)量的(de)N型材(cai)料流向(xiang)低(di)能(neng)量的(de)P型材(cai)料時，電子會從(cong)高能(neng)級向(xiang)低(di)能(neng)級跳(tiao)躍(yue)，這時表現為電子需(xu)要(yao)放熱(re)，從(cong)而在這個節點處(chu)形成熱(re)面（制冷片的(de)熱(re)面）；

    ●事實上，大部分不同金屬形(xing)成的(de)閉環(huan)都具有這個現(xian)象；目(mu)前(qian)商業化(hua)的(de)碲化(hua)鉍(bi)基(ji)熱(re)電材料的(de)帕爾帖效(xiao)應更明顯，即(ji)電子能級跳躍的(de)更高，相應的(de)制冷效(xiao)率更高。目(mu)前(qian)，在(zai)全世界范圍內，普遍商業化(hua)的(de)半導體制冷片還是(shi)碲化(hua)鉍(bi)基(ji)為(wei)主（以碲化(hua)鉍(bi)為(wei)基(ji)材，做(zuo)不同的(de)摻雜形(xing)成P級和N級）；

    ●如原(yuan)理(li)圖所示(shi)，制冷片是由PN型熱電材料組成的電路(lu)（一般為串聯電路(lu)）。

    ●半(ban)導體制(zhi)冷片是一種沒(mei)有運動(dong)部件(jian)的(de)(de)(de)器(qi)件(jian)，但(dan)因(yin)為(wei)所使(shi)用的(de)(de)(de)材料的(de)(de)(de)熱(re)膨脹系數不(bu)同，所以在(zai)溫度(du)變(bian)化時，器(qi)件(jian)會(hui)產生內應(ying)力(li)；特別是在(zai)溫度(du)變(bian)化速率（如需(xu)要(yao)冷熱(re)循環）很大時，產生的(de)(de)(de)內應(ying)力(li)會(hui)很大，這時就需(xu)要(yao)選擇(ze)高可靠性器(qi)件(jian)。