半導體制冷在投影儀散熱中應用的前景

溫度對發(fā)光二極管的電學(xué)和光譜參數均有較大影響。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。

　　半導體制冷，又稱(chēng)電子制冷、溫差電制冷、熱電制冷或珀爾帖制冷等，半導體制冷器的尺寸小，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(wú)機械傳動(dòng)部分，工作中無(wú)噪音，無(wú)液、氣工作介質(zhì)，因而不污染環(huán)境，制冷參數不受空間方向以及重力影響，在大的機械過(guò)載條件下，能夠正常地工作；通過(guò)調節工作電流的大小，可方便調節制冷速率；通過(guò)切換電流方向，可使制冷器從制冷狀態(tài)轉變?yōu)橹茻峁ぷ鳡顟B(tài)；作用速度快，使用壽命長(cháng)，且易于控制。

　　1 半導體制冷基本原理

　　所謂的熱電效應，是當受熱物體中的電子（洞），因隨著(zhù)溫度梯度由高溫區往低溫區移動(dòng)時(shí)，所產(chǎn)生電流或電荷堆積的一種現象。而這個(gè)效應的大小，則是用稱(chēng)為thermopower（Q）的參數來(lái)測量，其定義為Q=E/-dT（E為因電荷堆積產(chǎn)生的電場(chǎng)，dT則是溫度梯度）。

　　半導體制冷器件的工作原理是基于帕爾帖原理，該效應是在1834年由J.A.C帕爾帖首先發(fā)現的，即利用當兩種不同的導體A和B組成的電路且通有直流電時(shí)，在接頭處除焦耳熱以外還會(huì )釋放出某種其它的熱量，而另一個(gè)接頭處則吸收熱量，且帕爾帖效應所引起的這種現象是可逆的，改變電流方向時(shí)，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度I[A]成正比，且與兩種導體的性質(zhì)及熱端的溫度有關(guān)。

　　熱電效應是半導體制冷的最基本依據，其中最著(zhù)名的是塞貝爾效應和珀爾帖效應。1821年，塞貝爾發(fā)現在用兩種不同導體組成閉合回路中，當2個(gè)連接點(diǎn)溫度不同時(shí)（T1T2），導體回路就會(huì )產(chǎn)生電動(dòng)勢（電流），如圖1所示。1834年，法國科學(xué)家珀爾帖在此基礎上做了一個(gè)相反的實(shí)驗：用兩種不同導體組成閉合回路并通直流電，連接處出現了一端冷、一端熱的現象，即珀爾帖效應，如圖2所示。