半导体致冷器件及其应用PDF电子书下载

第一章 半导体致冷器的基本原理 1

1.1 金属的温差电效应 1

目录 1

1.1.1 金属的塞贝克效应 2

1.1.2 帕耳帖效应 7

1.1.3 汤姆逊效应 8

1.1.4 金属的开耳芬关系式 9

1.2 半导体的塞贝克效应 13

1.2 1 一种载流子的温差电动势率 13

1.2.2 两种载流子的温差电动势率 18

1.3 半导体的帕耳帖效应 21

1.4 半导体的汤姆逊效应 26

1.5 半导体材料的开耳芬关系式 28

1.6.1 温差电单元 30

1.6 温差电电路 30

1.6.2 温差电路接头处焦耳热和汤姆逊热的影响 31

1.7 温差电致冷器的效率 35

1.8 温差电优值系数 40

1.9 温差电材料性质概述 43

1.9.1 材料参数随温度的变化 45

1.9.2 Bi2Te3材料 48

1.9.3 温差电材料的辅助性质 49

第二章 半导体致冷器的设计计算 56

2.1 基本计算公式 56

2.1.1 最大致冷效率（ε最大）状态下的计算公式 57

2.1.2 最大产冷量（Q最大）状态下的计算公式 60

2.2 1 器件两臂的最佳截面比 62

2.2 器件两臂的几何尺寸 62

2 2 2 器件的几何尺寸 65

2.3 热工计算举例 67

2.4 以温差表示的器件参数 73

2.5 偏离最佳条件的影响 82

2.6 接触和导流损耗的估算 83

2.6.1 接触电阻 83

2.6.2 导流电阻 86

2.7 半导体致冷器近似计算的诺谟图 87

2.8 考虑到焊端换热时的计算 100

2.9 汤姆逊效应的影响以及电导率和热导率随温度 104

变化的估计 104

2.10 级联 107

2.11 拼接温差电器件 113

参考文献 134

第三章 半导体热泵 135

3.1 简单模型 136

3.2 半导体热泵的效率和产热量 138

3.3 焊端热交换的考虑 142

3.4 影响致热系数的其他因素 146

3.5 温差电致热的过渡过程 147

3.6 应用范围 153

参考文献 154

第四章 温差电材料的性质及有关参数的测量方法 157

4.1 用于温差电器件的材料 157

4.1.1 Bi2Te3 157

4.1.2 Bi2Te3-Sb2Te3 167

4.1.3 Bi2Te3-Bi2Se3 169

4.1.4 铋和Bi-Sb合金 172

4.2 温差电材料参数的测量方法 174

4.2.1 温差电动势率的测定方法 174

4.2.2 电导率的测定方法 179

4.2.3 热导率的测量方法 184

4.2.4 温差电优值系数的测量 187

4.3 提高半导体温差电优值系数的途径 190

4.3.1 最佳载流子浓度的选择 190

4.3.2 最佳温度间隔的选择 194

4.3.3 禁带宽度 197

4.3.4 借助于改变载流子迁移率与晶格热导率 198

的比值的方法提高优值系数 198

4.3.5 改变散射机构提高Z值的可能性 199

4.3.6 晶体取向对于温差电材料优值系数的影响 200

4.3.7 提高粉末状温差电材料优值系数的方法 202

4.3.8 提高材料温差电优值的其他途径 205

参考文献 206

第五章 半导体致冷器的构造 211

5.1 单级温差电单元 211

5.2 多级温差电单元 214

5.3 致冷效率的测定 216

5.4 温差电堆 219

5.5 温差电堆的热耦合 224

5.6 致冷器的散热方法和工作室 229

5.6.1 致冷器的散热 229

5.6.2 致冷器的工作室 230

5.7.1 影响焊接质量的因素 231

5.7 与焊接质量有关的几个问题 231

5.7.2 焊接工艺中的几个问题 236

5.7.3 接触电阻的测量方法 237

5.8 用在半导体致冷器中的焊料 241

5.8.1 可焊性的意义 241

5.8.2 焊料应当满足的一般条件 243

5.8.3 BLH系列半导体焊料性能简介 246

参考文献 252

第六章 半导体致冷器的散热方法 253

6.1 自然对流散热 253

6.2 针状散热系统 257

6.3 自然循环的充液系统 261

6.4 熔化潜热的利用 264

6.5 蒸发潜热的利用 267

6.6 利用热容的散热系统 270

6.7 利用低共熔冰-盐溶液散热 272

6.8 热管散热器 276

第七章 半导体致冷器的应用 281

7.1 半导体温差电模块 282

7.1.1 国产致冷模块 284

7.1.2 国外半导体致冷模块简介 291

7.2 半导体致冷器在无线电电子仪器中的应用 313

7.3 辐射接受器致冷器 317

7.4 半导体致冷器在测量仪器中的应用 326

7.5 半导体致冷器在生物医学领域内的应用 335

7.6 空调器及其他应用 340

参考文献 344