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什么是半导体制冷

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半导体制冷片是由半导体所组成的一种冷却装置,于1960年左右才出现,然而其理论基础可追溯到19世纪。这现象最早是在1821年,由一位德国科学家ThomasSeeback首先发现,不过他当时做了错误的推论,并没有领悟到背后真正的科学原理。

 

到了1834年,一位法国表匠,同时也是兼职研究这现象的物理学家JeanPeltier,才发现背后真正的原因,这个现象直到近代随著半导体的发展才有了实际的应用,也就是[致冷器]的发明(注意,这时叫致冷器,还不叫半导体致冷器)。由许多N型和P型半导体之颗粒互相排列而成,而NP之间以一般的导体相连接而成一完整线路,通常是铜、铝或其他金属导体,最后由两片陶瓷片像夹心饼干一样夹起来,陶瓷片必须绝缘且导热良好。

 


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。

 

半导体制冷的实际应用

电脑散热

两个水冷头和两块半导体制冷片来个合影,两块半导体制冷片通过导热铜块给CPU冷却,水冷头则给半导体制冷片的热端降温,从而达到把CPU温度控制在室温甚至零度以下的目的。

工业应用

工业生产上的精密仪器,需要很好的温度控制,那么半导体的散热就比较关键,通常半导体散热在工业上的用途最为广泛。Syscooling芯睿对于半导体散热有丰富的经验和成功案例。特别是医疗设备,实验室装备和航空设备上都有广泛应用。

 

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