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)。liyuanzihezuiyuanguidaoshangdedianzi,jingchangkeyituoliyuanzihexiyin,erzaiyuanzizhijianyundong,jiaodaoti。ruguodianzibunengtuoliguidaoxingchengziyoudianzi,gubunengcanjiadaodian,jiaojueyuanti。bandaotidaodiannenglijieyudaotiyujueyuantizhijian,jiaobandaoti。bandaotizhongyaodetexingshizaiyidingshuliangdemouzhongzazhishenrubandaotizhihou,budannengdadajiadadaodiannengli,erqiekeyigenjuchanruzazhidezhongleiheshuliangzhizaochubutongxingzhi、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zhongp型是bi2te3—sb2te3,n型是bi2te3—bi2se3,采用垂直區熔法提取晶體材料。
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