工作原理
若將電源反接,則接點處的溫度相反變化。這一現象稱為珀耳帖效應,又稱熱-電效應。純金屬的熱-電效應很小,若用一個N型半導體和一個P型半導體代替金屬,效應就大得多。圖為半導體製冷的工作原理。接通電源後,上接點附近產生電子-空穴對,內能減小,溫度降低,向外界吸熱,稱為冷端。另一端因電子-空穴對複合,內能增加,溫度升高,並向環境放熱,稱為熱端。一對半導體熱電元件所產生的溫差和冷量都很小,實用的半導體製冷器是由很多對熱電元件經並聯、串聯組合而成,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℃。增加熱電堆級數即可使兩端的溫差加大。但級數不宜過多,一般為2~3級。
主要特點
半導體製冷器具有無噪聲、無振動、不需製冷劑、體積小、重量輕等特點,且工作可靠,操作簡便,易於進行冷量調節。但它的製冷係數較小,電耗量相對較大,故它主要用於耗冷量小和占地空間小的場合,如電子設備和無線電通信設備中某些元件的冷卻;有的也用於家用冰櫃,但不經濟。半導體製冷器還可做成零點儀,用來保證熱電偶測溫中的零點溫度。
分為四類
(1)用於冷卻某一對象或者對某個特定對象進行散熱,這種情況大量出現在電子工業領域中;
(2)用於恆溫,小到對個別電子器件維持恆溫,大到如製造恆溫槽,空調器等;
(3)製造成套儀器設備,如環境實驗箱,小型冰櫃,各種熱物性測試儀器等;
(4)民用產品,冷藏烘烤兩用箱,冷暖風機等。