什么是半导体元器件

半导体元器件（semiconductor device）通常，这些半导体材料是硅、锗或砷化镓，可用作整流器、振荡器、发光器、放大器、测光器等器材。为了与集成电路相区别，有时也称为分立器件。绝大部分二端器件（即晶体二极管）的基本结构是一个PN结。利用不同的半导体材料、采用不同的工艺和几何结构，已研制出种类繁多、功能用途各异的多种晶体二极，可用来产生、控制、接收、变换、放大信 号和进行能量转换。晶体二极管的频率覆盖范围可从低频、高频、微波、毫米波、红外直至光波。三端器件一 般是有源器件，典型代表是各种晶体管（又称晶体三极管）。晶体管又可以分为双极型晶体管和场效应晶体管两 类。根据用途的不同，晶体管可分为功率晶体管微波晶体管和低噪声晶体管。除了作为放大、振荡、开关用的 一般晶体管外，还有一些特殊用途的晶体管，如光晶体管、磁敏晶体管，场效应传感器等。这些器件既能把一些 环境因素的信息转换为电信号，又有一般晶体管的放大作用得到较大的输出信号。此外，还有一些特殊器件，如单结晶体管可用于产生锯齿波，可控硅可用于各种大电流的控制电路，电荷耦合器件可用作摄橡器件或信息存 储器件等。在通信和雷达等军事装备中，主要靠高灵敏度、低噪声的半导体接收器件接收微弱信号。随着微波 通信技术的迅速发展，微波半导件低噪声器件发展很快，工作频率不断提高，而噪声系数不断下降。微波半导体 器件由于性能优异、体积小、重量轻和功耗低等特性，在防空反导、电子战、C（U3）I等系统中已得到广泛的应用 。

1834年，法国物理学家Jean Charles Athanase Peltier(英语发音：/ˈpɛltjeɪ/法语发音：[pɛl.tje]，中文译作帕尔帖、珀耳帖或佩尔蒂)发现了珀耳帖效应。这个效应是：

当有电流通过不同的导体(a和b)组成的回路时，(除产生不可逆的焦耳热外)在不同导体的接头处随着电流方向的不同会分别出现吸热、放热现象。如果电流从自由电子密度较高的一端a流向自由电子密度较低的一端b，则b端的温度就会升高；反之，b端的温度就会降低。

吸热或放热的量满足以下关系：

Q = (Πa - Πb)I

其中Πa、Πb分别是导体a和导体b的Peltier系数。

珀耳帖效应的示意图。红色一端的导体从蓝色一端的导体吸热，然后释放到周围环境中。

珀耳帖效应是塞贝克效应(Seebeck effect)的逆效应。珀耳帖效应、塞贝克效应和

汤姆孙效应(Thomson effect)三者合称热电效应。

根据珀耳帖效应可以制造半导体制冷元件。

相比根据卡诺热机原理制造的压缩机，半导体制冷的优点是：体积可以做得很小，无运动部件(所以寿命比较长)，无需致冷剂，启动响应速度快(所以更适用于需要精确温控的地方)

但其缺点是，致冷效率只有压缩机致冷方式的1/4左右，所以不适用于需要大功率致冷的地方。

一个USB供电的半导体制冷装置(用来冷却饮料)

半导体制冷的散热侧在环境温度高的时候散热效果变差，在环境温度低的时候散热效果变好，相应的半导体制冷的制冷效果也就会随之发生变化。

半导体制冷是建立于塞贝克效应、珀尔帖效应、汤姆逊效应、焦耳效应、傅立叶效应共五种热电效应基础上的制冷新技术。其中，塞贝克效应、帕尔贴效应和汤姆逊效应三种效应表明电和热能相互转换是直接可逆的，另外两种效应是热的不可逆效应。

珀尔帖效应，珀尔帖效应是塞贝克效应的逆过程。由两种不同材料构成回路时，回路的一端吸收热量，另一端则放出热量。

扩展资料

1、半导体制冷工作原理：

热电制冷是具有热电能量转换特性的材料，在通过直流电时具有制冷功能，由于半导体材料具有最佳的热电能量转换性能特性，所以人们把热电制冷称为半导体制冷。

2、半导体温差电片件应用范围有：制冷、加热、发电，制冷和加热应用比较普遍，有以下几个方面：

军事方面：导d、雷达、潜艇等方面的红外线探测、导航系统。

医疗方面；冷力、冷合、白内障摘除片、血液分析仪等。

实验室装置方面：冷阱、冷箱、冷槽、电子低温测试装置、各种恒温、高低温实验仪片。

专用装置方面：石油产品低温测试仪、生化产品低温测试仪、细菌培养箱、恒温显影槽、电脑等。

日常生活方面：空调、冷热两用箱、饮水机、电子信箱、电脑以及其他电器等。

参考资料来源：百度百科-半导体制冷技术

参考资料来源：百度百科-半导体制冷

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