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半导体致冷片的致冷原理

发布日期:[2008-10-21]    共阅[2576]次
    

热电制冷是热电效应主要是珀尔帖效应在制冷技术方面的应用。实用的热电制冷装置是由热电效应比较显著、热电制冷效率比较高的半导体热电偶构成的。

半导体热电偶由N 型半导体和P型半导体组成。N 型材料有多余的电子,有负温差电势。P 型材料电子不足,有正温差电势;当电子从P 型穿过结点至N 型时,其能量必然增加,而且增加的能量相当于结点所消耗的能量。这一点可用温差降低来证明。

相反,当电子从N型流至P型材料时,结点的温度就会升高。直接接触的热电偶电路在实际的引用中不可用,所以上图的连接方法来代替,实验证明,在温差电路中引入第三种材料(铜连接片和导线)不会改变电路的特性。

这样,半导体元件可以各种不同的连接方法满足使用者的要求。把一只P型半导体和一只N 型半导体联结成热电偶,接上直流电源后,在接头处就会产生温差和热量的转移.

在上面的接头处,电流方向是N至P,温度下降并且吸热,这就是冷端。而在下面的一个接头处,电流方向是P 至N ,温度上升并且放热,因此是热端。

按图中把若干对半导体热电偶对在电路上串联起来,而在传热方面则是并联的,这就构成了一个常见的制冷热电堆。按图示接上直流电源后,这个热电堆的上面是冷端,下面是热端。借助热交换器等各种传热手段,使热电堆的热端不断散热并且保持一定的温度,把热电堆的冷端放到工作环境中去吸热降温,这就是热电制冷的工作原理。

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