制冷片的原理

制冷片原理圖

原理圖解釋

    ●1834年法國人(ren)帕爾(er)帖發現當電流流經兩個不(bu)同(tong)導體形成的接觸(chu)點(dian)時，電子能級會發生跳躍，這(zhe)種現象被叫做(zuo)帕爾(er)帖效應(ying)。帕爾(er)帖效應(ying)是半導體制冷片(pian)的理論原(yuan)型。

    ●當電子從(cong)低能量的(de)P型材料(liao)流向高能量的(de)N型材料(liao)時，電子會從(cong)低能級(ji)向高能級(ji)跳躍，這(zhe)時表現為(wei)電子需要(yao)吸熱，從(cong)而在這(zhe)個(ge)節點處形成冷面(mian)（制冷片(pian)的(de)冷面(mian)）；

    ●相反當(dang)電(dian)子(zi)從高能(neng)(neng)量的N型材料流向(xiang)(xiang)低能(neng)(neng)量的P型材料時，電(dian)子(zi)會從高能(neng)(neng)級(ji)向(xiang)(xiang)低能(neng)(neng)級(ji)跳躍，這時表現(xian)為電(dian)子(zi)需要放熱，從而在這個節點處形成(cheng)熱面（制(zhi)冷片的熱面）；

    ●事(shi)實上(shang)，大(da)部分不同金屬(shu)形成(cheng)的(de)閉環都具有這個現象；目前商業化(hua)(hua)的(de)碲(di)化(hua)(hua)鉍(bi)基熱電材料的(de)帕爾帖效應更明顯，即電子(zi)能級跳躍(yue)的(de)更高(gao)，相應的(de)制(zhi)冷效率更高(gao)。目前，在全世界(jie)范圍(wei)內，普遍商業化(hua)(hua)的(de)半(ban)導體制(zhi)冷片還(huan)是碲(di)化(hua)(hua)鉍(bi)基為(wei)主（以(yi)碲(di)化(hua)(hua)鉍(bi)為(wei)基材，做不同的(de)摻雜形成(cheng)P級和N級）；

    ●如原(yuan)理圖所示，制冷(leng)片是由(you)PN型熱電材料組成的電路(lu)（一(yi)般(ban)為串聯電路(lu)）。

    ●半(ban)導體制冷片是一(yi)種沒有運動部件(jian)的(de)器件(jian)，但因為所使用的(de)材料的(de)熱膨脹系數不同，所以在溫度變化(hua)時，器件(jian)會產(chan)生內(nei)(nei)應(ying)力；特別(bie)是在溫度變化(hua)速率（如(ru)需(xu)要(yao)冷熱循環）很大時，產(chan)生的(de)內(nei)(nei)應(ying)力會很大，這時就需(xu)要(yao)選擇高(gao)可靠(kao)性器件(jian)。