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暖通空调知识:半导体制冷原理

来源:建设工程教育网 作者:DJ编辑 更新时间:2015-9-18 15:00:36

摘要:半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置,于1960年左右才出现,然而其理论基础peltier effect可追溯到19世纪。

  半导体致冷器是由半导体所组成的一种冷却装置,于1960年左右才出现,然而其理论基础peltier effect可追溯到19世纪。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家thomas seeback首先发现,不过他当时做了错误的推论,并没有领悟到背后真正的科学原理。到了1834年,一位法国表匠,同时也是兼职研究这现象的物理学家jean peltier,才发现背后真正的原因,这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用,也就是[致冷器]的发明(注意,这种叫致冷器,还不叫半导体致冷器)。

  由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成,而n p之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最後由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好,外观由许多n型和p型半导体之颗粒互相排列而成,而n p之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好。

  n型半导体。任何物质都是由原子组成,原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动,受到原子核吸引,因为受到一定的限制,所以电子只能在有限的轨道上运转,不能任意离开,而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子,经常可以脱离原子核吸引,而在原子之间运动,叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子,故不能参加导电,叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间,叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后,不但能大大加大导电能力,而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后,会放出自由电子,这种半导体称为n型半导体。

  p型半导体,是靠“空穴”来导电。在外电场作用下“空穴”流动方向和电子流动方向相反,即“空穴”由正板流向负极,这是p型半导体原理。

  载流子现象:n型半导体中的自由电子,p型半导体中的“空穴”,他们都是参与导电,统称为“载流子”,它是半导体所特有,是由于掺入杂质的结果。

  半导体制冷材料:不仅需要n型和p型半导体特性,还要根据掺入的杂质改变半导体的温差电动势率,导电率和导热率使这种特殊半导体能满足制冷的材料。目前国内常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金,其中p型是bi2te3—sb2te3,n型是bi2te3—bi2se3,采用垂直区熔法提取晶体材料。

  责任编辑:DJ编辑

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