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半導體致冷器工作原理

發布時間:2020-12-16點擊次數:599

        半導體致冷器(TEC)也叫熱電致冷器,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,無致冷劑污染的場合。半導體致冷器的工作運轉是用直流電流,它既可致冷又可加熱,通過改變直流電流的極性來決定在同一致冷器上實現致冷或加熱,這個效果的產生就是通過熱電的原理。
        半導體致冷器是利用半導體材料的珀爾帖效應制成的。所謂珀爾帖效應,是指當直流電流通過兩種半導體材料組成的電偶時,其一端吸熱,一端放熱的現象。重摻雜的N型和P型的碲化鉍主要用作TEC的半導體材料,碲化鉍元件采用電串聯,并且是并行發熱。TEC包括一些P型和N型對(組),它們通過電極連在一起,并且夾在兩個陶瓷電極之間;TEC組件每一側的陶瓷電極的作用是防止由TEC電路引起的激光器管芯的短路;TEC的控制溫度可達30℃-40℃,當有電流從TEC流過時,電流產生的熱量會從TEC的一側傳到另一側,在TEC上產生″熱″側和″冷″側,這就是TEC的加熱與致冷原理。是致冷還是加熱,以及致冷、加熱的速率,由通過它的電流方向和大小來決定。
        在實際應用中,TEC通常安裝在熱沉和組件外殼之間。其冷側與激光器芯接觸,起到致冷作用,它的熱側與散熱片接觸,把熱量散到外部去,這也只是一種最普遍的情況。在對激光器工作溫度的穩定性要求較高的場所,一般都采用雙向溫控,即在常溫和高溫時對激光器制冷,在低溫環境中則制熱;半導體致冷器在電流方向逆轉時,原來的冷端和熱端的位置就互換;則貼近激光器芯的一則就變成了熱端,對激光器芯加熱。

半導體致冷器優勢

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