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）

• 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。