关于半导体的制冷原理

半导体的制冷和制热，都是应用温差电效应的结果。当有电流通过半导体制冷片时，就会在一端发热、另一端降温——产生温差，即一端制热、另一端制冷。冰箱和空调都是利用这种效应。

因为在通过半导体制冷片的电流等条件一定时，在一端发热、另一端降温所造成的温度差是一定的，所以当降低热端温度时，相应地冷端的温度也将要降低，从而能够达到更好的在冷端制冷。

相反，若在半导体制冷片的两端人为地造成温度差，就会在两端之间产生电压和电流——温差生电。两端的温差越大，产生的电压和电流也就越大。

总之，这里关键的问题是温度差，而不是一端温度本身的高低。

简单而言制冷片能够制冷是半导体p-n结在电场的作用下所产生的。在给半导内体p-n结施加一定的电压的情况容下，电子从p区要穿过n区就需要耗能从而产生热量；如果热量被空气或者其它物体散发，因平衡的需要会进行补充，这就产生吸热现象即制冷了。因此半导体制冷片在使用时必须要保证热端的散热效果，否则不但不能制冷而且会造成制冷片的损坏。

优点和特点：

1、不需要任何制冷剂，可连续工作，没有污染源没有旋转部件，不会产生回转效应，没有滑动部件是一种固体片件，工作时没有震动、噪音、寿命长，安装容易。

2、半导体制冷片具有两种功能，既能制冷，又能加热，制冷效率一般不高，但制热效率很高，永远大于1。因此使用一个片件就可以代替分立的加热系统和制冷系统。

3、半导体制冷片是电流换能型片件，通过输入电流的控制，可实现高精度的温度控制，再加上温度检测和控制手段，很容易实现遥控、程控、计算机控制，便于组成自动控制系统。

4、半导体制冷片热惯性非常小，制冷制热时间很快，在热端散热良好冷端空载的情况下，通电不到一分钟，制冷片就能达到最大温差。

5、半导体制冷片的反向使用就是温差发电，半导体制冷片一般适用于中低温区发电。

6、半导体制冷片的单个制冷元件对的功率很小，但组合成电堆，用同类型的电堆串、并联的方法组合成制冷系统的话，功率就可以做的很大，因此制冷功率可以做到几毫瓦到上万瓦的范围。

7、半导体制冷片的温差范围，从正温90℃到负温度130℃都可以实现。

温度升高，反向电流增大。反向电流在电路中是有害无益的。假设反向电流与正向电流一样大或接近正向电流，那还叫单向导电性吗。所以我们希望这个电流越小越好。但半导体的特点就是随温度变化电阻、pn结宽度都在变，是温度敏感器件，这也就是半导体“娇气”的一面。所以半导体工厂要恒温恒湿生产的一个重要因素。所以注意您的电脑等电子产品的散热，否则容量损坏。打个比方，一个机电产品，如风机在80摄氏度时，能稳定工作，但电脑肯定不行。

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