制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國(guo)人帕(pa)爾(er)(er)帖發現當(dang)電流(liu)(liu)流(liu)(liu)經兩個不(bu)同導(dao)(dao)體形成的接(jie)觸點時，電子能級會發生跳躍，這(zhe)種現象(xiang)被叫做帕(pa)爾(er)(er)帖效應。帕(pa)爾(er)(er)帖效應是半導(dao)(dao)體制冷片(pian)的理(li)論原型。

    ●當電子從(cong)低(di)能量(liang)的(de)P型(xing)材料(liao)流向高(gao)能量(liang)的(de)N型(xing)材料(liao)時，電子會從(cong)低(di)能級(ji)向高(gao)能級(ji)跳躍，這(zhe)時表現為電子需要吸熱，從(cong)而(er)在這(zhe)個節(jie)點處形成冷面(mian)（制冷片的(de)冷面(mian)）；

    ●相反當電(dian)(dian)子從(cong)高能量的N型材料流(liu)向(xiang)(xiang)低(di)能量的P型材料時，電(dian)(dian)子會從(cong)高能級向(xiang)(xiang)低(di)能級跳(tiao)躍(yue)，這(zhe)時表現為電(dian)(dian)子需要放熱，從(cong)而在這(zhe)個節點處形(xing)成(cheng)熱面（制冷片的熱面）；

    ●事實(shi)上，大(da)部(bu)分不同金屬形成的(de)閉環(huan)都具(ju)有這個現象；目前商(shang)業(ye)化(hua)(hua)的(de)碲(di)(di)化(hua)(hua)鉍(bi)基熱電材(cai)料(liao)的(de)帕爾帖效應更(geng)(geng)明(ming)顯(xian)，即電子能級跳躍的(de)更(geng)(geng)高，相應的(de)制(zhi)冷效率更(geng)(geng)高。目前，在全世界范圍內，普遍商(shang)業(ye)化(hua)(hua)的(de)半導體制(zhi)冷片(pian)還是(shi)碲(di)(di)化(hua)(hua)鉍(bi)基為主（以碲(di)(di)化(hua)(hua)鉍(bi)為基材(cai)，做不同的(de)摻雜形成P級和N級）；

    ●如原(yuan)理圖(tu)所示，制(zhi)冷片是由PN型(xing)熱電(dian)材(cai)料組成的電(dian)路(lu)(lu)（一(yi)般(ban)為(wei)串聯電(dian)路(lu)(lu)）。

    ●半(ban)導體制冷片是(shi)一種沒有運動部件的(de)器(qi)件，但(dan)因為所(suo)使用的(de)材(cai)料的(de)熱(re)膨脹系數(shu)不(bu)同，所(suo)以在溫度(du)(du)變化(hua)時，器(qi)件會產生(sheng)內應力；特(te)別是(shi)在溫度(du)(du)變化(hua)速率（如需(xu)要冷熱(re)循環）很(hen)大時，產生(sheng)的(de)內應力會很(hen)大，這時就需(xu)要選(xuan)擇高可靠性器(qi)件。