半導(dǎo)體制冷原理與應(yīng)用-文庫吧資料
2025-07-02 03:36本頁面
【正文】 寸一定時(shí)，制冷量的大小只與電流有關(guān)[7]。Qcmax根據(jù)上面的基本公式可看出，要使制冷器充分發(fā)揮它的效能，一是制成PN結(jié)的材料的電阻率和導(dǎo)熱系數(shù)要小，其溫差電動(dòng)勢(shì)要大。在實(shí)際的使用中有時(shí)需要半導(dǎo)體制冷器工作在最大效率狀態(tài)，有時(shí)需要其工作在最大制冷量狀態(tài)或者最大溫差狀態(tài)[6]。max+1)(10)當(dāng)PN結(jié)通過的電流為Thot(Tcool(Thot(Tcool=Tcool)+=R(aDT1+Ie39。max=得由上面的公式可以看出)求導(dǎo)并使e =f=aTcoolR時(shí)，冷端的制冷量最大。DTK(8)即當(dāng)流過PN結(jié)的電流為TcoolQcool,maxaTcoolR代入（2）式得aImax0cool)求導(dǎo)并使fQcool時(shí)，此時(shí)PN結(jié)的冷端和熱端的溫差最大。IDTQcool) 2DTmaxpmax得39。DT(IDT=212(5)制冷系數(shù)等于PN結(jié)消耗單位電功率所得到的制冷量，它是評(píng)價(jià)半導(dǎo)體制冷器的一個(gè)重要指標(biāo)。+K2RITcoole+則這時(shí)PN結(jié)上消耗的功率為I+=anap (3)設(shè)冷端的溫度為Tcool，由（1）和（2）式得PN結(jié)冷熱端的溫差為12K其中，a= IDT1 1 22 2(2)aIQFQJQhot=QP為負(fù)。ap、ap)T0=帕爾帖系數(shù)對(duì)于PN結(jié)來說ppp對(duì)于一個(gè)PN結(jié)來說，帕爾帖熱和通過該導(dǎo)體的電流的關(guān)系為[4]：Qp上端接觸處電流方向?yàn)镻到N，溫度上升且防熱，稱為熱端，下端接觸處電流方向?yàn)镹到P，溫度下降并吸熱，稱為冷端。semiconductorfigureThe半導(dǎo)體制冷原理圖Fig[3]載流子是半導(dǎo)體所特有，是由于摻入雜質(zhì)的結(jié)果，圖1為半導(dǎo)體制冷原理。與之相對(duì)應(yīng)的就是靠“空穴”來導(dǎo)電的p型半導(dǎo)體，在外電場(chǎng)作用下“空穴”流動(dòng)方向和電子流動(dòng)方向相反，即“空穴”由正極流向負(fù)極。半導(dǎo)體的重要特性就是在一定數(shù)量的某種雜質(zhì)滲入半導(dǎo)體之后，不但能大大加大導(dǎo)電能力，而且可以根據(jù)摻入雜質(zhì)的種類和數(shù)量制造出不同性質(zhì)、不同用途的半導(dǎo)1體。實(shí)際上，對(duì)于任何兩種不同的導(dǎo)體構(gòu)成的接觸構(gòu)成的回路，在接觸點(diǎn)處都會(huì)有吸熱和放熱的現(xiàn)象。這個(gè)現(xiàn)象直接導(dǎo)致了“致冷器”的發(fā)明，不過這只能叫致冷器，還不叫半導(dǎo)體制冷器，并且在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間里停留在實(shí)驗(yàn)研究階段。塞貝克效應(yīng)，就是兩種不同金屬組成的閉合線路中，如果保持兩接觸點(diǎn)的溫度不同，就會(huì)在兩接觸點(diǎn)間產(chǎn)生一個(gè)電勢(shì)差（稱接觸電動(dòng)勢(shì)），同時(shí)閉合線路中就有電流通過（稱溫差電流）。半導(dǎo)體制冷[2]是熱電制冷的一種，即直流電通過有半導(dǎo)體材料制成的PN結(jié)回路時(shí)，在PN結(jié)的接
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