輕鬆領悟製冷原理:簡析空調的半導體製冷技術
發布時間:2015-08-20 責任編輯:echolady
【導讀】今年夏季的爆熱引發了空調等製冷設備的脫銷。空調的冷卻裝置實際上就是半導體製冷器。是在20世紀60年代出現的,經過50多年的創新和實踐,終於這項製冷技術走上了曆史舞台。本文就詳細介紹了半導體製冷原理及發展曆程。
半導體致冷器是由半導體所組成的一種冷卻裝置,於1960年左右才出現,然而其理論基礎peltiereffect可追溯到19世紀。這現象最早是在1821年,由一位德國科學家thomasseeback首先發現,不過他當時做了錯誤的推論,並沒有領悟到背後真正的科學原理。到了1834年,一位法國表匠,同時也是兼職研究這現象的物理學家jeanpeltier,才發現背後真正的原因,這個現象直到近代隨著半導體的發展才有了實際的應用,也就是[致冷器]的發明(注意,這種叫致冷器,還不叫半導體致冷器)。
由許多n型和p型半導體之顆粒互相排列而成,而np之間以一般的導體相連接而成一完整線路,通常是銅、鋁或其他金屬導體,最後由兩片陶瓷片像夾心餅幹一樣夾起來,陶瓷片必須絕緣且導熱良好,外觀由許多n型和p型半導體之顆粒互相排列而成,而np之間以一般的導體相連接而成一完整線路,通常是銅、鋁或其他金屬導體,最後由兩片陶瓷片像夾心餅幹一樣夾起來,陶瓷片必須絕緣且導熱良好。
n型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)。任(ren)何(he)物(wu)質(zhi)都(dou)是(shi)由(you)原(yuan)子(zi)組(zu)成(cheng),原(yuan)子(zi)是(shi)由(you)原(yuan)子(zi)核(he)和(he)電(dian)子(zi)組(zu)成(cheng)。電(dian)子(zi)以(yi)高(gao)速(su)度(du)繞(rao)原(yuan)子(zi)核(he)轉(zhuan)動(dong),受(shou)到(dao)原(yuan)子(zi)核(he)吸(xi)引(yin),因(yin)為(wei)受(shou)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)限(xian)製(zhi),所(suo)以(yi)電(dian)子(zi)隻(zhi)能(neng)在(zai)有(you)限(xian)的(de)軌(gui)道(dao)上(shang)運(yun)轉(zhuan),不(bu)能(neng)任(ren)意(yi)離(li)開(kai),而(er)各(ge)層(ceng)軌(gui)道(dao)上(shang)的(de)電(dian)子(zi)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)的(de)能(neng)量(liang)(電子勢能)。離li原yuan子zi核he最zui遠yuan軌gui道dao上shang的de電dian子zi,經jing常chang可ke以yi脫tuo離li原yuan子zi核he吸xi引yin,而er在zai原yuan子zi之zhi間jian運yun動dong,叫jiao導dao體ti。如ru果guo電dian子zi不bu能neng脫tuo離li軌gui道dao形xing成cheng自zi由you電dian子zi,故gu不bu能neng參can加jia導dao電dian,叫jiao絕jue緣yuan體ti。半ban導dao體ti導dao電dian能neng力li介jie於yu導dao體ti與yu絕jue緣yuan體ti之zhi間jian,叫jiao半ban導dao體ti。半ban導dao體ti重zhong要yao的de特te性xing是shi在zai一yi定ding數shu量liang的de某mou種zhong雜za質zhi滲shen入ru半ban導dao體ti之zhi後hou,不bu但dan能neng大da大da加jia大da導dao電dian能neng力li,而er且qie可ke以yi根gen據ju摻chan入ru雜za質zhi的de種zhong類lei和he數shu量liang製zhi造zao出chu不bu同tong性xing質zhi、不同用途的半導體。將一種雜質摻入半導體後,會放出自由電子,這種半導體稱為n型半導體。
p型半導體,是靠“空穴”來導電。在外電場作用下“空穴”流動方向和電子流動方向相反,即“空穴”由正板流向負極,這是p型半導體原理。
載流子現象:n型半導體中的自由電子,p型半導體中的“空穴”,他們都是參與導電,統稱為“載流子”,它是半導體所特有,是由於摻入雜質的結果。
半導體製冷材料:不僅需要n型和p型(xing)半(ban)導(dao)體(ti)特(te)性(xing),還(hai)要(yao)根(gen)據(ju)摻(chan)入(ru)的(de)雜(za)質(zhi)改(gai)變(bian)半(ban)導(dao)體(ti)的(de)溫(wen)差(cha)電(dian)動(dong)勢(shi)率(lv),導(dao)電(dian)率(lv)和(he)導(dao)熱(re)率(lv)使(shi)這(zhe)種(zhong)特(te)殊(shu)半(ban)導(dao)體(ti)能(neng)滿(man)足(zu)製(zhi)冷(leng)的(de)材(cai)料(liao)。目(mu)前(qian)國(guo)內(nei)常(chang)用(yong)材(cai)料(liao)是(shi)以(yi)碲(di)化(hua)鉍(bi)為(wei)基(ji)體(ti)的(de)三(san)元(yuan)固(gu)溶(rong)體(ti)合(he)金(jin),其(qi)中(zhong)p型是bi2te3—sb2te3,n型是bi2te3—bi2se3,采用垂直區熔法提取晶體材料。
相關閱讀:
利用半導體製冷解決大功率LED照明散熱問題
技術帝教你DIY電子製冷的冰鎮冰壺
利用MEMS技術研究非製冷紅外探測器
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索





