半導體致冷器基礎知識詳情

半導體致冷器（TEC）也叫熱電致冷器，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無致冷劑污染的場合。半導體致冷器的工作運轉是用直流電流，它既可致冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一致冷器上實現致冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理。

半導體致冷器（TEC）也叫熱電致冷器，是一種熱泵，它的優點是沒有滑動部件，應用在一些空間受到限制，可靠性要求高，無致冷劑污染的場合。半導體致冷器的工作運轉是用直流電流，它既可致冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一致冷器上實現致冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理。

工作原理

半導體致冷器是利用半導體材料的珀爾帖效應制成的。所謂珀爾帖效應，是指當直流電流通過兩種半導體材料組成的電偶時，其一端吸熱，一端放熱的現象。

重摻雜的N型和P型的碲化鉍主要用作TEC的半導體材料，碲化鉍元件采用電串聯，并且是并行發熱。TEC包括一些P型和N型對（組），它們通過電極連在一起，并且夾在兩個陶瓷電極之間；

TEC組件每一側的陶瓷電極的作用是防止由TEC電路引起的激光器管芯的短路；

TEC的控制溫度可達30℃－40℃，當有電流從TEC流過時，電流產生的熱量會從TEC的一側傳到另一側，在TEC上產生″熱″側和″冷″側，這就是TEC的加熱與致冷原理。是致冷還是加熱，以及致冷、加熱的速率，由通過它的電流方向和大小來決定。

在實際應用中，TEC通常安裝在熱沉和組件外殼之間。其冷側與激光器芯接觸，起到致冷作用，它的熱側與散熱片接觸，把熱量散到外部去，這也只是一種最普遍的情況。在對激光器工作溫度的穩定性要求較高的場所，一般都采用雙向溫控，即在常溫和高溫時對激光器制冷，在低溫環境中則制熱；

半導體致冷器在電流方向逆轉時，原來的冷端和熱端的位置就互換；則貼近激光器芯的一則就變成了熱端，對激光器芯加熱。

應用優勢

1、不需要任何致冷劑，可連續工作，沒有污染源沒有旋轉部件，不會產生回轉效應，沒有滑動部件是一種固體器件，工作時沒有震動，噪音，壽命長，安裝容易。

2、半導體致冷器具有兩種功能，既能致冷，又能加熱，致冷效率一般不高，但致熱效率很高，永遠大于1。因此使用一個器件就可以代替分立的加熱系統和致冷系統。

3、半導體致冷器是電流換能型器件，通過輸入電流的控制，可實現高精度的溫度控制，再加上溫度檢測和控制手段，很容易實現遙控，程式控制，電腦控制，便於組成自動控制系統。

4、半導體致冷器熱慣性非常小，致冷致熱時間很快，在熱端散熱良好冷端空載的情況下，通電不到一分鐘，致冷器就能達到最大溫差。

5、半導體致冷器的反向使用就是溫差發電，半導體致冷器一般適用于中低溫區發電。

6、半導體致冷器的單個致冷元件對的功率很小，但組合成電堆，用同類型的電堆串，并聯的方法組合成致冷系統的話，功率就可以做的很大，因此致冷功率可以做到幾毫瓦到上萬瓦的范圍。

7、半導體致冷器的溫差范圍，從正溫90℃到負溫度130℃都可以實現。

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