半導體鐵片是怎麼製冷的

A. 這個半導體怎麼實現製冷如題 謝謝了

我們知道，傳統的風冷散熱系統是不可能把顯示晶元的溫度降到環境溫度以下的，因為 當兩者的溫度幾乎相等的時候會很快達到熱平衡， 此時便根本無法繼續降溫， 頂多也只能接 近環境溫度。 而半導體製冷卻可以打破常規， 能夠強行將顯示晶元的溫度降到比環境溫度還 低。而它實現的原理，就是強行打破熱平衡，實現溫差效果。那麼，這種溫差效果又是如何 實現的呢？ 首先我們需要明確一些基本概念。 1.帕爾貼效應：1834 年，法國科學家帕爾貼發現了熱電致冷和致熱現象，即金屬溫差 電逆效應。由兩種不同金屬組成一對熱電偶，當熱電偶輸入直流電流後，因直流電通入的方 向不同，將在電偶結點處產生吸熱和放熱現象，稱這種現象為帕爾貼效應。帕爾貼效應早在 20O 年之前發現，但是用到致冷還是近幾十年的事。 2.N 型半導體：任何物質都是由原子組成，原子是由原子核和電子組成。電子以高速度繞原 子核轉動，受到原子核吸引，因為受到一定的限制，所以電子只能在有限的軌道上運轉，不 能任意離開， 而各層軌道上的電子具有不同的能量(電子勢能)。 離原子核最遠軌道上的電子， 經常可以脫離原子核吸引，而在原子之間運動，叫導體。如果電子不能脫離軌道形成自由電 子，故不能參加導電，叫絕緣體。半導體導電能力介於導體與絕緣體之間，叫半導體。半導 體重要的特性是在一定數量的某種雜質滲入半導體之後， 不但能大大加大導電能力， 而且可 以根據摻入雜質的種類和數量製造出不同性質、 不同用途的半導體。 將一種雜質摻入半導體 後，會放出自由電子，這種半導體稱為 N 型半導體。 3.P 型半導體：是靠「空穴」來導電。在外電場作用下「空穴」流動方向和電子流動方向相反， 即「空穴」由正板流向負極，這是 P 型半導體原理。 4.載流子現象：N 型半導體中的自由電子，P 型半導體中的「空穴」，他們都是參與導電，統 稱為「載流子」，它是半導體所特有，是由於摻入雜質的結果。 5.半導體致冷材料：是對特殊半導體材料，通過摻入的雜質改變其溫差電動勢率、導電 率和熱導率，使其滿足致冷需要的材料。溫差電致冷組件就是由這種特殊的 N 型和 P 型半 導體製成的。 在明確了這些基本概念後，我們現在就來揭示溫差製冷的原理。 1.半導體致冷原理： 如圖把一隻 N 型半導體元件和一隻 P 型半導體元件聯結成熱電偶， 接上直流電源後，在接頭處就會產生溫差和熱量的轉移。在上面的一個接頭處，電流方向是 n→p，溫度下降並且吸熱，這就是冷端。而下面的一個接頭處，電流方向是 p→n，溫度上 升並且放熱，因此是熱端。 2.溫差電致冷組件致冷原理：如上圖把若干對半導體熱電偶在電路上串聯起來，而在傳 熱方面則是並聯的，這就構成了一個常見的致冷熱電堆。按圖示接上直流電源後，這個熱電 堆的上面是冷端，下面是熱端。藉助熱交換器等手段，使熱電堆的熱端不斷散熱並且保持一 定的溫度， 把熱電堆的冷端放到工作環境中去吸熱降溫， 這就是溫差電致冷組件的工作原理。 半導體散熱片側視圖 半導體製冷片的應用原理 1.半導體製冷的實際應用是如何進行的？ 利用半導體製冷片的製冷原理，半導體製冷片的冷端與顯示晶元接觸，熱端則與散熱器 接觸。接通電源後，冷熱端出現溫差，熱量不斷地通過晶格能的傳遞，從冷端移送到熱端， 只要熱端的熱量能有效的散發掉， 則冷端就不斷的被冷卻， 使得製冷片的散熱效果出奇的好。 實踐證明，冷熱端的正常溫差大概在 45——60 度之間，其強度非常驚人。實際使用中，可 以把顯示晶元的溫度一舉降到零下 10 度。 2.半導體製冷為什麼還要配合使用散熱器？ 我們看到， 在半導體製冷片的熱端， ZENO96 仍然配置了超大的散熱片和高效能的 EMI 磁懸浮散熱風扇。這是因為，只有半導體製冷片熱端的熱量被持續源源不斷的散發出去，才 能使冷端不斷冷卻而始終保持良好的製冷效果，顯示晶元才能保持在一個相對的恆溫狀態。 另外，半導體製冷片本身也有一定的正常工作溫度，一般來說其極限溫度大概在 100 度左 右，如果半導體製冷片沒有良好的散熱而超出了熱度承受極限，就會燒毀損壞。所以，半導 體製冷片的熱端一定要加裝散熱系統，保持良好的散熱效果。 關於磁浮風扇，這里有必要作一點說明。磁浮風扇（全稱為磁浮馬達風扇）的工作原理 是： 軸芯與軸承運作時無摩擦， 軸芯僅與空氣摩擦， 徹底解決小空間高積溫產品之散熱困擾。 藉由磁浮設計，馬達運轉時，轉子受磁軌道吸引，在軸芯與軸承內壁保持一定距離的懸空運 轉，不會接觸到軸承，故可避免傳統馬達之軸承被磨損成不規則橢圓而產生噪音的缺點，實 際運行中，此款風扇的噪音小於 26dB，非常安靜。同時，沒有磨損就不會有不穩定的運轉 及噪音，可使產品壽命大幅提升，捷波官方聲稱此款散熱系統的壽命可達 3 萬工作小時。 另外磁浮風扇還可以耐高溫，最高可耐 90℃高溫。 3.為什麼要配置外接電源介面？ 與一般的風冷散熱相比，半導體製冷片的功率要大得多，一般可以達到 36W 到 40W， 也就是說，至少需要 12V 3A 的電源供應。所以，外接電源是必須的。而目前的主流 300W 電源，12V 電源組可以輸出 10A 左右電流，如果不是配置非常 BT 的電腦系統，一般分配 給半導體製冷片 12V 3A 的電源供電能力基本足夠。當然，如果是 5V 電壓標准，則可以提 供高達 20A 的電流輸出，分配給半導體製冷片綽綽有餘。 4.什麼是結露現象？如何預防？ 結露現象是半導體製冷的致命殺手。 功率較大的半導體製冷片在濕度較高的環境下如果 冷端溫度過低，空氣中的水蒸氣就會在其表面凝結成為水滴，出現結露現象。如果水滴流到 主板或是顯示晶元，後果不堪設想。所以，這是最應該引起重視的問題。 從圖中我們看到， ZENO 96 採用設計嚴密的防冷凝絕緣絕熱墊來防止結露現象的發生。 半導體製冷片的周圍被兩層絕緣絕熱墊厚厚地嚴密封鎖起來， 可以最大程度的保障晶元的安 全。 實際使用中我們完全不必擔心結露問題的發生， 這一點捷波處理的非常出色， 也很周到。

B. 電子製冷是怎麼回事

電子製冷也叫半導體製冷，大多數飲水機都是這種製冷方式 。
工作原理：半導體製冷片的工作運轉是用直流電流，它既可製冷又可加熱，通過改變直流電流的極性來決定在同一製冷片上實現製冷或加熱，這個效果的產生就是通過熱電的原理，上圖就是一個單片的製冷片，它由兩片陶瓷片組成，其中間有N型和P型的半導體材料（碲化鉍），這個半導體元件在電路上是用串聯形式連接組成. 半導體製冷片的工作原理是：當一塊N型半導體材料和一塊P型半導體材料聯結成電偶對時，在這個電路中接通直流電流後，就能產生能量的轉移，電流由N型元件流向P型元件的接頭吸收熱量，成為冷端由P型元件流向N型元件的接頭釋放熱量，成為熱端。吸熱和放熱的大小是通過電流的大小以及半導體材料N、P的元件對數來決定。製冷片內部是由上百對電偶聯成的熱電堆（如下圖），以達到增強製冷（制熱）的效果。

C. 半導體製冷片怎麼散熱

半導體製冷片的散熱方法如下：
1、像CPU散熱器那樣，風扇裝在散熱片中間，風扇向外抽風。
2、在散熱片上設置風道。
3、可以水冷。半導體製冷片，也叫熱電製冷片，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，無製冷劑污染的場合。

D. 製冷飲水機都是怎麼製冷的根據的是什麼原理

飲水機裡面有專門的製冷裝置，這個製冷裝置裡面主要是利用了半導體製冷的原理進行製冷的。其實在飲水機裡面一般都有兩個水箱，一個水箱裡面是放熱水的，一個水箱是放冷水的。製冷的裝置就放在冷水水箱裡面，當按下了製冷的開關以後，飲水機裡面的製冷的壓縮機就會開始工作。

所以說如果夏天的時候想要喝涼水的話，其實是用冰塊或者直接把水冰在冰箱裡面的效果會更好一點。而配備了製冷功能的飲水機的價格要比普通的飲水機的價格高很多，如果只是想要多一項製冷功能的話，購買高檔的飲水機是不夠劃算的。

E. 製冷片怎麼用，教你如何正確使用

製冷片緩鄭衫也叫做帕爾貼，製冷片，顧名思義，是可以製冷的一叢祥個組件，我們的冰箱裡面就是有製冷片了，可以將溫度講到我們需要的溫度，有一些強人利用製冷片製作一個比較簡擾腔易一些的DIY冰箱，除了冰箱還有空調，也是有製冷片的，知道其中的原理，自己慢慢的摸索，就出現了一個簡易的降溫的東西。下面，小編將會說一下製冷片的使用方法，也就是怎麼安裝製冷片，順便解釋一下什麼製冷片。

什麼是製冷片：

製冷片，也叫熱電製冷片，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，無製冷劑污染的場合。利用半導體材料的Peltier效應，當直流電通過兩種不同半導體材料串聯成的電偶時，在電偶的兩端即可分別吸收熱量和放出熱量，可以實現製冷的目的。它是一種產生負熱阻的製冷技術，其特點是無運動部件，可靠性也比較高。

一、製冷片正確的安裝、組裝方法:

1、製冷片一面安裝散熱片，一面安裝導冷系統，安裝表面平面度不大於0.03mm，要除去毛刺、污物。2、製冷片與散熱片和導冷塊接觸良好，接觸面須塗有一薄層導熱硅脂。

3、固定製冷片時既要使製冷片受力均勻，又要注意切勿過度，以防止瓷片壓裂。

二、製冷片正確的使用條件:

1、使用直流電源電壓不得超過額定電壓，電源波紋系數小於10%。2、電流不得超過組件的額定電流。

3、製冷片正在工作時不得瞬間通反向電壓(須在5分鍾之後)。

4、製冷片內部不得進水。

5、製冷片周圍濕度不得超過80%。

經過上文，相信大家對製冷片已經有一定的了解了，大家在使用的時候一定要注重安全，要知道，製冷片也是需要通電的，製冷片的內部千萬不能進水，不然會有電流，稍不注意，可能會觸電的，這種意外，我們是不願意看到的。小編也提示一下各位，要嚴格按照上文的安裝方法進行安裝，這樣才能發揮到製冷片最大的功能。因為製冷片有冷熱兩面，熱的一面散熱效果做得不好的話，溫度很難降下來的，所以散熱一定要做好。

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F. 製冷片是怎麼製冷的

在製冷片工作期間，只要冷熱端出現溫差，熱量便不斷地通過晶格的傳遞，將熱量移動到熱端並通過散熱設備散發出去。

半導體的製冷片算是一個熱傳遞的工具，雖然製冷片會主動為晶元散熱，要將熱端的高於晶元的發熱量散發掉。製冷片對於晶元來說是主動製冷的裝置，對於整個系統來說，算是主動的導熱裝置，採用半導體製冷裝置的ZENO96智冷版，依然要採取主動散熱的方式對製冷片的熱端進行降溫。

結構：

半導體熱電偶由N型半導體和P型半導體組成。N型材料有多餘的電子，有負溫差電勢。P型材料電子不足，有正溫差電勢；當電子從P型穿過結點至N型時，結點的溫度降低，其能量必然增加，而且增加的能量相當於結點所消耗的能量。相反，當電子從N型流至P型材料時，結點的溫度就會升高。

以上內容參考；網路-製冷片