半导体加热器的工作原理是什么呢?可以详细说明一下吗?

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是否是指半导体制冷器(TEC Thermo Electri Cooler) ?它是以帕尔帖效应为基础的一种制冷技术。它的简 单工作原理是:当把N型和P型半导体元件联结成电偶对并在两块半导体上通上直流电时,电偶对的一端就会吸热逐渐变冷,这一半导体端叫做冷端另一端会放热变热,称为热端。是致冷还是加热,以及致冷、加热的速率,由通过它的电流方向和大小来决定。 机理主要是电荷载体在不同的材料中处于不同的能量级,在外电场的作用下,电荷载体从高能级的材料向低能级的材料运动时,便会释放出多余的能量。反之,电荷载体从低能级的材料向高能级的材料运动时,需从外界吸收能量。

在原理上,半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时,两端之间就会产生热量转移,热量就会从一端转移到另一端,从而产生温差形成冷热端。但是半导体自身存在电阻当电流经过半导体时就会产生热量,从而会影响热传递。而且两个极板之间的热量也会通过空气和半导体材料自身进行逆向热传递。当冷热端达到一定温差,这两种热传递的量相等时,就会达到一个平衡点,正逆向热传递相互抵消。此时冷热端的温度就不会继续发生变化。为了达到更低的温度,可以采取散热等方式降低热端的温度来实现。

半导体的制冷和制热,都是应用温差电效应的结果。半导体制热片或者制冷片都是由两种不同的半导体两端连接而成。当有电流通过半导体制热片时,就会在一端发热、另一端降温——产生温差,即一端制热、另一端制冷。冰箱和空调都是利用这种效应。

在通过半导体制热片的电流等条件一定时,在一端发热、另一端降温所造成的温度差是一定的。

相反,若在半导体制热、制冷片的两端人为地造成温度差,就会在两端之间产生电压和电流——温差生电。两端的温差越大,产生的电压和电流也就越大。


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