半导体制冷片介绍

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1、制冷片•的介绍半导体制冷片(TE)也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没冇滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性來决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，以卜•的图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料(硏化钮),这个半导体元件在电路上是用串联形式连结组成11Qjbc、导逋寮91PfQk19f/—导进冬7-于―—亠Qc莎ATe冷竦QhfiSI

2、ATh1临、—墓极.半导休制冷片的工作原理是：当一块N型半导休材料和一块P型半导体材料联结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流FtlN型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定，以下三点是热电制冷的温差电效应。1、塞贝克效应(SEEBECKEFFECT)一八二二年德国人塞贝克发现当两种不同的导体相连接时，如两个连接点保持不同的温差，则在导体中产生一个温差电动势：ES=S

3、.AT式中：ES为温差电动势S(?)为温差电动势率(塞贝克系数)△T为接点之间的温差2、珀尔帖效应(PELTIEREFFECT)一八三四年法国人珀尔帖发现了与塞贝克效应的效应，即当电流流经两个不同导体形成的接点时，接点处会产生放热和吸热现象，放热或吸热大小由电流的大小来决定。Qji=jt.In=aTc式中：Q兀为放热或吸热功率兀为比例系数，称为珀尔帖系数I为工作电流a为温差电动势率Tc为冷接点温度3、汤姆逊效应(THOMSONEFFECT)当电流流经存在温度梯度的导体时，除了由导体电阻产生的焦耳热Z外，导体还要

4、放出或吸收热量，在温差为AT的导体两点之间，其放热量或吸热量为：Qt=t.I.ATQt为放热或吸热功率工为汤姆逊系数I为工作电流AT为温度梯度以上的理论直到木世纪五十年代，苏联科学院半导体研究所约飞院士对半导体进行了大量研究，于一九五四年发表了研究成果，表明确化彼化合物固溶体冇良好的制冷效杲，这是最早的也是最重要的热电半导体材料，至今还是温差制冷屮半导体材料的一种主要成份。约飞的理论得到实践应用后，有众多的学者进行研究到六十年代半导体制冷材料的优值系数，才达到相当水平，得到大规模的应用，也就是我们现在的半导体制

5、冷片件。中国在半导体制冷技术开始于50年代末60年代初，当时在国际上也是比较早的研究单位Z-,60年代中期，半导体材料的性能达到了国际水平，60年代末至80年代初是我国半导体制冷片技术发展的一个台阶。在此期间，一方面半导体制冷材料的优值系数提高，另一方面拓宽其应用领域。屮国科学院半导体研究所投入了大量的人力和物力，获得了半导体制冷片，因而才冇了现在的半导体制冷片的生产及其两次产品的开发和应用。制冷片的技术应用半导体制冷片作为特种冷源，在技术应用上具有以下的优点和特点：1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源

6、没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪咅、寿命长，安装容易。2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，乂能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高糟度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达

7、到最大温差。5、半导体制冷片的反向使用就是温羌发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。7、半导体制冷片的温茅范围，从止温90°C到负温度130°C都可以实现。通过以上分析，半导体温差电片件应用范围有：制冷、加热、发电，制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：1、军事方面：导弹、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导行系统。2、医疗方面；冷力、冷合、白

8、内障摘除片、血液分析仪等。3、实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。4、专用装置方而：右油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影榊、电脑等。5、日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱等。此外，还有其它方面的应用，这里就不一一提了。