电热半导系统编制冷片（组件）利用帕尔贴（Peltier）效应进行制冷。
Peltier效应是指电流利过电热偶时，一个节点发热，其余一个节点吸热的征象。
这是由法国物理学家Jean Peltier在1834年创造的。

到了1960年旁边，涌现了利用N型、P型半导体材料制作的制冷片。
因其体积小、制冷快、寿命长、无噪声等优点而被广泛运用在军事、医疗、实验装置中的制冷。

一片半导系统编制冷片

为了提高制冷片的效能，常日半导系统编制冷片中包含浩瀚由N、P型半导体组成的制冷小单元。
它们组成阵列排列，相互之间电气上是串联在一起。
它们的冷端和热端则是并联在一起，夹两片陶瓷片之间进行固定。

左：^^一个制冷单元；^^右：^^串联在一起的制冷单元阵列

制冷片外部引线具有正负极性，由红、黑两种颜色区分。
改变电流方向，就会改变制冷片的吸热和发热表面。

TEC1-12706半导系统编制冷片

由于制冷片是半导体材料制成，同时又具有热电效应，以是直策应用数字万用表丈量制冷片外部引线，就会创造输出的阻值会在很大范围内变革，并且随着制冷片受热而剧烈变革。

下图实验显示当手触碰制冷片表面时，数字万用表读出的阻值发生很大的变革。

手摸制冷片，引起制冷片两面温度发生变革，使得丈量电阻改变。
真正的缘故原由是制冷片产生电压，使得数字万用表读出的电阻阻值不准确。

直策应用数字万用表可以丈量到制冷片两边的电压。
当在制冷面利用手掌加热时，制冷片输出负电压。
当喷射酒精将制冷片降温时，制冷片输出正电压。

改变半导系统编制冷片两边温度会引起输出电压改变极性

制冷片既然可以产生电压，也可以产生电流。
下图显示利用数字万用表的丈量电流档对制冷片输出电流丈量。

将手放在制冷片一个表面时，制冷片输出的电流靠近1mA旁边。

半导系统编制冷单元输出电流

既然半导系统编制冷片在有温度差的情形下能够输出电压和电流，以是可以用于发电。
下图显示的是一个利用制冷片发电去给手机充电的系统。

在锅里放置冷水、冰块等。
在锅底贴有制冷片，通过煤气罐从制冷片底下加热。
制冷片就会产生电能供给手机充电了。

发电锅事理

当然了，上述发电办法效率是不高的。
制冷片的实际用场还是用于制冷。

由于制冷片热惯量很小，以是它的制冷速率非常快。
利用红外摄像头不雅观察制冷片在通过电流时的温度变革，可以看到在几秒钟之内制冷片便达到热平衡了。

实验中的制冷片事情在外部12V电压下，流经的电流约3.4A。

红外摄像头下显示制冷片在通过电流时的发热端温度变革

^红外摄像头下显示制冷片在通过电流时的吸热端温度变革

在通过电流时，制冷片在冷热两端会产生一定的温度差。
如果将制冷片的发热端利用散热片进行散热，来降落热真个温度，这样会使得吸热真个温度也得到了进一步降落。

下图显示了通过导热胶粘贴在散热片上的制冷片。

利用导热胶将制冷片粘贴在散热片上

事情在12V，3.4A下的制冷片。
经由散热器将制冷片的发热面温度保持在室温，则制冷表面的温度很快就会达到零下30度。

在制冷表面滴下自来水点，它很快就会凝集成冰。

不才图实验中，在水点中加入了两个电极，利用万用表丈量电极之间的电阻。
在室温下，水点中电极之间的电阻大约是100k欧姆旁边，随着温度降落，电阻增加。
当水点凝集成冰时，电极之间的电阻就会上升到10M欧姆。

水点中电极电阻随着结冰和融化过程的变革曲线

当关掉制冷片电源，温度上升，冰重新融化成水点后，电极两端的电阻重新回到100k旁边。
这个实验显示水和冰的导电性能相差很大。

对付制冷片上的温度丈量，可以利用铂电阻、热电偶、半导体温度传感器进行丈量。
利用普通的二极管也可以进行丈量。

二极管的正引导通电流与端口电压之间的关系为下面公式所描述：

公式中：

上面公式显示在相同电压下温度T越高，流过的电流越小。
但实际二极管的电流曲线和温度的关系却是，随着温度增加，流过的电流就越大，表明二极管是一个负温度系数的器件。
如下图所示：

1N4148二极管在三种温度下的电压-电流关系

实际二极管之以是具有导通特性负温度系数，紧张缘故原由是在二极管电压电流公式中，反向饱和电流Is也与温度有关系，并且随着温度的增加而急剧增加。
Is的增加遮盖了二极管电压电流公式中指数中的温度T的影响。

根据二极管负温度系数特性，在固定流过二极管电流时（比如流经二极管电流为恒定的1mA），二极管两端的电压则会随着温度的升高而降落。

下图显示了在五种不同导通电流下1N4148二极管端口电压与温度之间的曲线。
显示了电压与温度之间良好的线性关系。
利用这种关系可以利用普通的二极管完成温度的丈量。

在不同的导通电流下二极管前向电压与温度之间的关系

下面动图显示了放在制冷片上的二极管在通有1mA恒流情形下随着降温韶光涌现的端口电压的变革。
在玻璃封装的二极管周围滴有自来水，终极降温使得水凝固成冰，将二极管冻在制冷片上。

动图显示，随着温度降落，二极管端口电压上升。
由于电压与温度之间呈现反向线性关系，以是将下面的曲线高下颠倒过来看，可以认为是制冷片上表面温度随着韶光降落的曲线。

二极管导通电压随着降温过程而发生变革

将上面的二极管改换成一个510欧姆的小型金属膜电阻，利用数字万用表丈量电阻阻值。

下图显示随着降温，电阻被终极冻结在制冷片上。
电阻的数字大约增加了6欧姆旁边。
这个实验结果也是非常奇怪的。
常日情形下，电阻的阻值该当随着温度的升高而增加，不知道为何在这个实验中所利用的电阻则是随着温度的降落而增加阻值。

金属膜电阻随着温度降落阻值变革曲线

上口试验显示金属膜电阻的温度系数非常小。

下面是对一个小型铝电解电容的温度实验。
电解电容的标称值为10uF/16V。
将电容横放在制冷片上，并用自来水点在电容与制冷片之间以加强传热性能。

随着制冷进行，电解电容温度降落并终极被水冰冻在制冷片上。
电解电容的容值从最初的9.4uF降落到8.2uF。

电解电容随着温度降落容量变革曲线

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