半导体材料的热电特性是什么

半导体材料的热电特性是什么,第1张

半导体的特性,热电特性是温度-电阻特性,可以理解为温敏电阻。

半导体材料随温度变化,阻值变化,通过串联固定电阻给单片机对比信号,可以用作温度传感器

反之,半导体通电后会有PN节一端热一端冷现象,也可做为加热/制冷

半导体热电制冷技术是利用半导体材料的佩尔捷效应(Peltier effect)实现电能向热能转换的技术。佩尔捷效应最早在 1834 年由法国科学家佩尔捷发现,由于当时只能使用热电转换效率较低的金属材料,佩尔捷效应没有得到实际应用。20 世纪 50 年代之后,随着碲化铋等半导体材料的发现,热电性能较好的半导体材料使得热电转换效率大幅提高,从而使半导体热电制冷技术进入工程实践领域。经过半个多世纪的发展,随着热电材料技术的进步和生产工艺、结构设计的持续优化,更大制冷量、更高热电转换效率、更低成本的半导体热电器件满足了更多不同应用领域的使用需求,产业化规模不断扩大。

热电制冷又称作温差电制冷,或半导体制冷,它是利用热电效应(帕尔帖效应)的一种制冷方法。

1834年法国物理学家帕尔帖在铜丝的两头各接一根铋丝,在将两根铋丝分别接到直流电源的正负极上,通电后,发现一个接头变热,另一个接头变冷。这说明两种不同材料组成的电回路在有直流电通过时,两个接头处分别发生了吸放热现象。这就是热电制冷的依据。

半导体材料具有较高的热电势可以成功地用来做成小型热电制冷器。

1示出N型半导体和P型半导体构成的热电偶制冷元件。用铜板和铜导线将N型半导体和P型半导体连接成一个回路,铜板和铜导线只起导电的作用。此时,一个接点变热,一个接点变冷。如果电流方向反向,那么结点处的冷热作用互易。

热电制冷器的产冷量一般很小,所以不宜大规模和大制冷量使用。但由于它的灵活性强,简单方便冷热切换容易,非常适宜于微型制冷领域或有特殊要求的用冷场所。

热电制冷的理论基础是固体的热电效应,在无外磁场存在时,它包括五个效应,导热、焦耳热损失、西伯克(Seebeck)效应、帕尔帖(Peltire)效应和汤姆逊(Thomson)效应。

一般的冷气与冰箱运用氟氯化物当冷媒,造成臭氧层的被破坏.无冷媒冰箱(冷气)因而是环境保护的重要因素.利用半导体之热电效应,可制造一个无冷媒的冰箱。

这种发电方法是将热能直接转变成电能,其转变效率受热力学第二定律即柯诺特效率(Carnotefficiency)的限制.早在1822年西伯即已发现,因而热电效应又叫西伯效应(Seebeckeffect)。

它不但与两结温度有关,且与所用导体的性质有关.这种发电法的优点是没有转动的机械部分,不会有磨损现象,故可长久使用,但欲达高效率需要温度很高的热源,有时利用数层热电物质之层叠(cascade或staging)以达高效率的效果.更多资料可以进入http://ic.big-bit.com/ 查看


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