2020-11-26 08:56:27 1463次閱讀
原則上，半導體制冷片只能視為傳熱的工具。雖然制冷片會主動為芯片散熱，但它仍然需要將熱端產生的熱量散發到比芯片高的地方。在制冷片的操作過程中，只要冷端和熱端之間存在溫差，熱量就通過晶格不斷傳遞，將熱量轉移到熱端，并通過散熱設備將其消散。因此，制冷片是芯片的主動冷卻裝置，但它只能被視為整個系統的主動導熱裝置。所以帶半導體散熱裝置的ZENO96智能散熱版還是需要采取主動散熱來冷卻散熱板的熱端。風扇和散熱片的作用主要是為制冷片的熱端散熱。通常在沒有冷卻裝置的情況下，熱端的溫度會達到100度左右，很容易超過制冷片的承載極限。而且，半導體制冷效率的關鍵是盡快降低熱端溫度，以增加兩端溫差，提高制冷效果。因此，在熱端使用大型散熱片和主動冷卻風扇將有助于冷卻系統的出色工作。在正常使用下，冷端和熱端之間的溫差將保持在40到65度之間。當一片N型半導體材料和一片P型半導體材料連接形成電耦合時，在該電路中接通直流電后，可以產生能量轉移。電流從N型元件流向P型元件的接頭吸熱，成為冷端，從P型元件的接頭向N型元件放熱，成為熱端。吸熱和放熱的大小由電流的大小和半導體材料N和p的元素對數決定，下面三點是熱電制冷的熱電效應。
1.塞貝克效應 (seebeckeeffect)1822年，德國的Zeebek發現，當兩個不同的導體連接時，如果兩個連接點保持不同的溫差，就會在導體中產生一個熱電電動勢:es=S.△T其中ES為熱電電動勢S為熱電電動勢率(Zeebek系數)△T為連接點之間的溫差
2.珀爾帖效應 (Peltier effect)1834年，法國人Peltier發現了具有塞貝克效應的效應，即當電流流過兩個不同導體形成的結時，在結處會發生放熱和吸熱，放熱或吸熱的大小由電流的大小決定。Qл=л.Iл=aTc公式:Qπ是放熱或吸熱功率π是比例系數，稱為珀耳帖系數I是工作電流A是熱電電動勢率Tc是冷結溫度
3.湯姆遜效應 (THOMSONEFFECT)當電流流過具有溫度梯度的導體時，除了導體電阻產生的焦耳熱外，導體還會散發或吸收熱量。溫差△T的導體兩點之間，釋放或吸收的熱量為:Qτ=τI .△TQτ為放熱或吸熱功率τ為湯姆遜系數I為工作電流△T為溫度梯度以上。直到20世紀50年代，蘇聯科學院半導體研究所岳飛院士對半導體做了大量的研究，并于1954年發表了研究成果。說明碲化鉍化合物固溶體具有良好的制冷效果，是最早也是最重要的熱電半導體材料，仍然是溫差制冷中半導體材料的主要成分。在費的理論應用于實踐之后，20世紀60年代，許多學者對半導體制冷材料的品質因數進行了研究，達到了相當的水平并得到了大規模的應用，即我國目前的半導體制冷片。中國的半導體制冷技術始于20世紀50年代末60年代初，也是當時世界上較早的研究單位之一。60年代中期，半導體材料的性能達到國際水平，60年代末至80年代初，是我國半導體制冷技術發展的一大步。在此期間，一方面提高了半導體制冷材料的品質因素，另一方面拓寬了其應用領域。
