半導(dǎo)體制冷在投影儀散熱中應(yīng)用的前景

溫度對發(fā)光二極管的電學(xué)和光譜參數(shù)均有較大影響。一些采用發(fā)光二極管作為光源的投影儀，為了保證儀器性能并且能正常工作，需要對其光源受溫度影響的特性作深入的研究，進(jìn)而掌握儀器的最佳工作環(huán)境溫度。

　　半導(dǎo)體制冷，又稱電子制冷、溫差電制冷、熱電制冷或珀爾帖制冷等，半導(dǎo)體制冷器的尺寸小，可以制成體積不到1cm小的制冷器；重量輕，微型制冷器往往能夠小到只有幾克或幾十克。無機(jī)械傳動部分，工作中無噪音，無液、氣工作介質(zhì)，因而不污染環(huán)境，制冷參數(shù)不受空間方向以及重力影響，在大的機(jī)械過載條件下，能夠正常地工作；通過調(diào)節(jié)工作電流的大小，可方便調(diào)節(jié)制冷速率；通過切換電流方向，可使制冷器從制冷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長，且易于控制。

　　1 半導(dǎo)體制冷基本原理

　　所謂的熱電效應(yīng)，是當(dāng)受熱物體中的電子（洞），因隨著溫度梯度由高溫區(qū)往低溫區(qū)移動時，所產(chǎn)生電流或電荷堆積的一種現(xiàn)象。而這個效應(yīng)的大小，則是用稱為thermopower（Q）的參數(shù)來測量，其定義為Q=E/-dT（E為因電荷堆積產(chǎn)生的電場，dT則是溫度梯度）。

　　半導(dǎo)體制冷器件的工作原理是基于帕爾帖原理，該效應(yīng)是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發(fā)現(xiàn)的，即利用當(dāng)兩種不同的導(dǎo)體A和B組成的電路且通有直流電時，在接頭處除焦耳熱以外還會釋放出某種其它的熱量，而另一個接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應(yīng)所引起的這種現(xiàn)象是可逆的，改變電流方向時，放熱和吸熱的接頭也隨之改變，吸收和放出的熱量與電流強(qiáng)度I[A]成正比，且與兩種導(dǎo)體的性質(zhì)及熱端的溫度有關(guān)。

　　熱電效應(yīng)是半導(dǎo)體制冷的最基本依據(jù)，其中最著名的是塞貝爾效應(yīng)和珀爾帖效應(yīng)。1821年，塞貝爾發(fā)現(xiàn)在用兩種不同導(dǎo)體組成閉合回路中，當(dāng)2個連接點(diǎn)溫度不同時（T1T2），導(dǎo)體回路就會產(chǎn)生電動勢（電流），如圖1所示。1834年，法國科學(xué)家珀爾帖在此基礎(chǔ)上做了一個相反的實驗：用兩種不同導(dǎo)體組成閉合回路并通直流電，連接處出現(xiàn)了一端冷、一端熱的現(xiàn)象，即珀爾帖效應(yīng)，如圖2所示。