制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人帕(pa)爾(er)帖發現(xian)當電(dian)流流經兩個不同導(dao)體形成(cheng)的接觸點時，電(dian)子能級會發生跳(tiao)躍，這種現(xian)象被(bei)叫做帕(pa)爾(er)帖效應。帕(pa)爾(er)帖效應是半(ban)導(dao)體制冷片的理論原型。

    ●當電子(zi)從低能(neng)量的(de)P型材料(liao)流向高能(neng)量的(de)N型材料(liao)時(shi)，電子(zi)會從低能(neng)級(ji)向高能(neng)級(ji)跳躍，這時(shi)表現(xian)為電子(zi)需要吸(xi)熱(re)，從而在(zai)這個節點處(chu)形(xing)成冷面（制冷片(pian)的(de)冷面）；

    ●相反當電(dian)子從高能(neng)量(liang)的N型(xing)材(cai)料(liao)流向(xiang)低能(neng)量(liang)的P型(xing)材(cai)料(liao)時，電(dian)子會從高能(neng)級向(xiang)低能(neng)級跳躍，這時表現為電(dian)子需要(yao)放熱，從而在這個節點(dian)處形成熱面（制冷(leng)片的熱面）；

    ●事實(shi)上(shang)，大部(bu)分不同金屬形(xing)(xing)成的閉(bi)環都具有這個現象；目前(qian)商業化(hua)(hua)(hua)的碲(di)化(hua)(hua)(hua)鉍基(ji)熱(re)電(dian)材(cai)料的帕(pa)爾帖效應更(geng)明顯，即(ji)電(dian)子能級(ji)跳躍(yue)的更(geng)高(gao)，相應的制冷效率更(geng)高(gao)。目前(qian)，在全世界范圍(wei)內(nei)，普遍商業化(hua)(hua)(hua)的半(ban)導體制冷片還是碲(di)化(hua)(hua)(hua)鉍基(ji)為(wei)(wei)主（以碲(di)化(hua)(hua)(hua)鉍為(wei)(wei)基(ji)材(cai)，做不同的摻(chan)雜形(xing)(xing)成P級(ji)和N級(ji)）；

    ●如(ru)原(yuan)理(li)圖所示，制冷片(pian)是由PN型(xing)熱電材料(liao)組成的電路（一(yi)般為串聯(lian)電路）。

    ●半導體制冷片是一(yi)種沒有運動部件的(de)器(qi)件，但因為(wei)所使用(yong)的(de)材料的(de)熱(re)膨脹(zhang)系數不同，所以在(zai)溫度變化(hua)時(shi)(shi)，器(qi)件會(hui)產生內應(ying)(ying)力(li)；特別是在(zai)溫度變化(hua)速率（如需要(yao)冷熱(re)循環）很(hen)大(da)(da)時(shi)(shi)，產生的(de)內應(ying)(ying)力(li)會(hui)很(hen)大(da)(da)，這時(shi)(shi)就需要(yao)選擇高可靠性器(qi)件。