[科普中國]-半導(dǎo)體制冷器

半導(dǎo)體制冷器(Thermoelectric cooler)是指利用半導(dǎo)體的熱-電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱熱電制冷器。用導(dǎo)體連接兩塊不同的金屬,接通直流電,則一個接點處溫度降低，另一個接點處溫度升高。

簡介半導(dǎo)體制冷器(Thermoelectric cooler)是指利用半導(dǎo)體的熱電效應(yīng)制取冷量的器件，又稱熱電制冷器。用導(dǎo)體連接兩塊不同的金屬，接通直流電，則一個接點處溫度降低，另一個接點處溫度升高1。

工作原理若將電源反接，則接點處的溫度相反變化。這一現(xiàn)象稱為珀耳帖效應(yīng)，又稱熱-電效應(yīng)。純金屬的熱電效應(yīng)很小，若用一個N型半導(dǎo)體和一個P型半導(dǎo)體代替金屬，效應(yīng)就大得多。接通電源后，上接點附近產(chǎn)生電子空穴對，內(nèi)能減小，溫度降低，向外界吸熱，稱為冷端。另一端因電子空穴對復(fù)合，內(nèi)能增加，溫度升高，并向環(huán)境放熱，稱為熱端。一對半導(dǎo)體熱電元件所產(chǎn)生的溫差和冷量都很小，實用的半導(dǎo)體制冷器是由很多對熱電元件經(jīng)并聯(lián)、串聯(lián)組合而成，也稱熱電堆。單級熱電堆可得到大約60℃的溫差，即冷端溫度可達-10～-20℃。增加熱電堆級數(shù)即可使兩端的溫差加大。但級數(shù)不宜過多，一般為2～3級1。

主要特點半導(dǎo)體制冷器具有無噪聲、無振動、不需制冷劑、體積小、重量輕等特點，且工作可靠，操作簡便，易于進行冷量調(diào)節(jié)。但它的制冷系數(shù)較小，電耗量相對較大，故它主要用于耗冷量小和占地空間小的場合，如電子設(shè)備和無線電通信設(shè)備中某些元件的冷卻；有的也用于家用冰箱，但不經(jīng)濟。半導(dǎo)體制冷器還可做成零點儀，用來保證熱電偶測溫中的零點溫度1。

本詞條內(nèi)容貢獻者為:

張尉 - 副教授 - 西南大學(xué)