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普泰克-半導(dǎo)體控溫工作原理

更新時(shí)間:2025-06-20點(diǎn)擊次數(shù):248

半導(dǎo)體控溫工作原理:從熱電效應(yīng)到精準(zhǔn)溫控系統(tǒng)

一、核心原理:帕爾帖效應(yīng)(Peltier Effect)

本質(zhì):當(dāng)電流通過(guò)兩種不同半導(dǎo)體材料(n 型和 p 型)組成的電偶對(duì)時(shí),會(huì)在接頭處產(chǎn)生吸熱或放熱現(xiàn)象,實(shí)現(xiàn)熱量的定向轉(zhuǎn)移。


  • 微觀機(jī)制

    • n 型半導(dǎo)體(如摻雜磷的硅):自由電子為載流子,電流方向與電子流動(dòng)方向相反;

    • p 型半導(dǎo)體(如摻雜硼的硅):空穴為載流子,電流方向與空穴流動(dòng)方向一致。

    • 當(dāng)電流從 p 型流向 n 型時(shí),接頭處吸收熱量(制冷端);從 n 型流向 p 型時(shí),接頭處釋放熱量(加熱端)。

二、半導(dǎo)體控溫的基本結(jié)構(gòu)與工作流程

  1. 核心組件
    • 冷端:緊貼被溫控物體(如芯片),通過(guò)金屬基板導(dǎo)熱;

    • 熱端:安裝散熱片 + 風(fēng)扇,將熱量散發(fā)到環(huán)境中。

    • 半導(dǎo)體電偶對(duì):由 n 型和 p 型半導(dǎo)體元件通過(guò)銅片串聯(lián)組成,形成熱電堆(如圖所示)。

    • 冷熱端熱交換器

    • 電源與控制電路:提供直流電流,調(diào)節(jié)電流大小控制制冷 / 加熱功率。


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