Was ist ein Halbleiter?Wie kühlen Halbleiter?

Die Halbleiterkühlung, auch elektronische Kühlung oder thermoelektrische Kühlung genannt, ist eine seit den 1950er Jahren entwickelte Disziplin an der Schnittstelle zwischen Kältetechnik und Halbleitertechnik.Es verwendet PN-Übergänge aus speziellen Halbleitermaterialien, um Thermoelementpaare zu bilden und Perle zu erzeugen. Der Post-Effekt, eine neue Art der Kühlmethode durch Gleichstromkühlung, wird zusammen mit Kompressionskühlung und Absorptionskühlung als die drei wichtigsten Kühlmethoden der Welt bezeichnet.

Kühlprinzip von Halbleiter-Kühlrippen

Halbleiter-Kühlfolien (TE) werden auch thermoelektrische Kühlfolien genannt.Es handelt sich um eine Art Wärmepumpe.Sein Vorteil ist, dass es keine verschiebbaren Teile hat.Es wird in einigen Fällen eingesetzt, in denen der Platz begrenzt ist, eine hohe Zuverlässigkeit erforderlich ist und keine Kältemittelverschmutzung auftreten darf.

Der Arbeitsbetrieb der Halbleiter-Kühlplatte ist Gleichstrom, der sowohl zum Kühlen als auch zum Heizen verwendet werden kann.Durch Ändern der Polarität des Gleichstroms wird entschieden, Kühlung oder Heizung auf derselben Kühlplatte zu realisieren.Dieser Effekt wird durch das Prinzip der Thermoelektrizität erzeugt, wie in der Abbildung oben dargestellt.Ein monolithischer Kühlchip, der aus zwei Keramikschichten besteht, zwischen denen sich N-Typ- und P-Typ-Halbleitermaterialien (Wismuttellurid) befinden.Dieses Halbleiterelement ist im Stromkreis in Reihe geschaltet.Die Funktionsweise des Halbleiterkühlblechs Das Prinzip ist: Wenn ein Stück Halbleitermaterial vom N-Typ und ein Stück Halbleitermaterial vom P-Typ zu einem galvanischen Paar verbunden werden, kann nach dem Anschließen des Gleichstroms in diesem Stromkreis eine Energieübertragung erfolgen auftreten, und der Strom fließt vom N-Typ-Element zur Verbindung des P-Typ-Elements. Es absorbiert Wärme und wird zum kalten Ende.Das P-Element fließt zur Verbindungsstelle des N-Elements und gibt Wärme ab, die zum heißen Ende wird.Die Größe der Wärmeaufnahme und Wärmeabgabe wird durch die Größe des Stroms und die Anzahl der N- und P-Elementpaare der Halbleitermaterialien bestimmt.Das Innere der Kühlplatte ist eine Thermosäule, die aus Hunderten von elektrischen Verbindungen besteht, um den Effekt einer verbesserten Kühlung (Heizung) zu erzielen.

Was ist ein Halbleiter?

Unter Halbleiter versteht man einige Materialien mit kontrollierbarer Leitfähigkeit.Bei dieser Art von elektronischem Material handelt es sich um ein Material, das bei Raumtemperatur Elektrizität leiten kann. Halbleiter können jedoch nicht vollständig als Leiter bezeichnet werden, da sie unter bestimmten Bedingungen auch zu Isolatoren werden können.Aufgrund dieser Eigenschaften von Halbleitern wird es in elektronischen Geräten wie Radios und Fernsehern verwendet.Wenn die Maschine überhitzt ist, kann sie eine Rolle bei der Kühlung spielen und verhindern, dass andere Teile durch Überhitzung verbrennen.Die Umfrage ergab, dass viele von Menschen verwendete Haushaltsgeräte und Arbeitswerkzeuge mittlerweile Halbleitermaterialien enthalten.

Die Leistung von Halbleitermaterialien

Halbleiter ist kein bestimmtes Material.Es existiert in verschiedenen Formen.Gleichzeitig verfügen Halbleitermaterialien aufgrund ihrer unterschiedlichen Formen über mehr Eigenschaften.

1. Elementarer Halbleiter

Bei diesem Halbleitertyp handelt es sich um die Verwendung eines bestimmten Elements. Die repräsentativen Elemente sind Silizium und Zinn.Diese Elemente können feste Materialien mit Halbleitereigenschaften bilden und sind zudem sehr anfällig gegenüber äußeren Einflüssen.Sobald sie mit anderen Verunreinigungen vermischt werden, verändern sie sich.Da Zinn aus weniger wirksamen Halbleitermaterialien besteht, sind Silizium und Germanium zwei der derzeit am häufigsten auf dem Markt befindlichen Elemente.Silizium wird in der Industrie häufig verwendet und bei der Verwendung entsteht Siliziumdioxid.Dieser Stoff kann einen Schutzfilm bilden und den stabilen Betrieb von Komponenten erheblich fördern.

2. Organische Halbleiterverbindung

Diese Art von Halbleiter bezieht sich auf die Struktur, die eine bestimmte Kohlenstoffbindungsverbindung enthält, und das Leitungsband kann durch vertikale Überlagerung der organischen Verbindung und der Kohlenstoffbindung gebildet werden.Durch chemische Addition wird das Leitungsband in das Energieband eingebracht, so dass elektrische Leitfähigkeit entstehen kann, so dass organische Verbindungshalbleiter entstehen können.Da diese Art von Halbleitern aus organischen Verbindungen besteht, weist sie einen gewissen Grad an Löslichkeit auf und die Verarbeitungsmethode ist relativ einfach, was Unternehmen dabei helfen kann, in hohem Maße Kosten zu sparen.Diese Art von Halbleiter steuert seine eigene Leitfähigkeit durch die Steuerung von Molekülen und wird daher hauptsächlich in den Bereichen organischer Dünnfilme und organischer Beleuchtung eingesetzt.

3. Amorpher Halbleiter

Aufgrund seines ähnlichen Aussehens wie Glas wird es als Glashalbleiter bezeichnet.Amorphe Halbleiter haben die gleichen Eigenschaften wie andere amorphe Materialien.In den meisten Fällen liegt eine Struktur aus Nahordnung und Fernunordnung vor.Das Hauptelement ist Silizium, das durch Veränderung der Position der Atome amorphes Silizium entsteht.In der Anfangsphase der Halbleiterentwicklung gehören amorphe Halbleiter zu den am schwierigsten zu kontrollierenden Halbleitertypen, aber mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Technologie hat dieser Halbleitertyp auch eine breite Anwendung gefunden.Aufgrund seiner eigenen lichtabsorbierenden Eigenschaften wird es in der Solarenergie eingesetzt.Unter den Batterien und dem LCD-Bildschirm.

Arten von Halbleiter-Kühlsystemen

1. Wärmeableitung durch Luftkonvektion

Diese Art der Wärmeableitung ähnelt eher der üblichen Lüfterwärmeableitung, bei der die von den Teilen erzeugte Wärme durch den Luftstrom weggeblasen wird, sodass der Zweck der Abkühlung erreicht werden kann.Die Nutzung der Luftkonvektion zur Wärmeableitung wird von vielen Faktoren beeinflusst.Erstens verfügt der Kühlkörper über eine Wärmeleitungsleistung, die die von den Teilen abgegebene Wärme so schnell wie möglich übertragen kann, um sie mit der Luft in Kontakt zu bringen und eine Wärmeableitung zu realisieren.Zweitens kann die Wärmeableitungsgeschwindigkeit erhöht werden, wenn die Luftströmungsgeschwindigkeit höher ist.Daher muss bei der Installation des zugehörigen Systems ein zusätzlicher Lüfter installiert werden, um sicherzustellen, dass die Luftströmungsgeschwindigkeit höchsten Anforderungen gerecht wird.Drittens hat die Temperatur der Luft selbst einen größeren Einfluss auf die Wärmeableitung, und der Wärmeableitungseffekt wird im Sommer schlecht sein.

2. Wasserkühlung

Diese Methode ist derzeit weit verbreitet.Der flüssige Kühlplatte nutzt den zirkulierenden Fluss der Kühlflüssigkeit, um die Wärmeableitung zu realisieren, und der größte Teil der von den Teilen erzeugten Wärme kann während des Strömungsprozesses abgeführt werden.Im Vergleich zum Luftwärmeableitungseffekt ist diese Methode offensichtlicher und es entstehen keine Geräusche während des Wärmeableitungsprozesses.Darüber hinaus werden bei einigen Geräten mit starker Wärmeentwicklung Lüfter hinzugefügt, um den Wärmeableitungseffekt zu verbessern.Daher wird es vor allem in Komponenten wie Netzteilen und Wasserpumpen eingesetzt.

3. Heatpipe-Kühlung

Das Wärmerohr ist ein Metallrohrkörper, der die Temperatur der Komponente schnell auf eine konstante Temperatur senken kann.Der Heatpipe-Kühlkörper besteht hauptsächlich aus flüssigem Arbeitsmedium, Rohrkern, Rohrmantel und anderen Teilen.Diese Struktur ermöglicht es der Flüssigkeit im Rohr, verschiedene zirkulierende Strömungen durchzuführen, um Wärme zu übertragen, Wärme zu verflüchtigen und eine Wärmeableitung zu realisieren.Das flüssige Arbeitsmedium des Wärmerohrs weist eine gute Wärmeleitfähigkeit, einen Siedepunkt und eine niedrige Viskosität auf, sodass es kontinuierlich zirkulieren kann, um eine Wärmeleitung zu realisieren.Um den Anforderungen gerecht zu werden, ist der Rohrkern so eingestellt, dass er die menschliche Kapillarwand imitiert, und die Innenseite besteht größtenteils aus einer Kapillarstruktur, sodass nicht nur eine schnelle und großflächige Wärmeleitung erreicht werden kann, sondern auch der Wärmewiderstand verringert wird.Da sich das Wärmerohr während des Arbeitsprozesses in einem geschlossenen Raum befindet, kann es zur Förderung seiner Arbeit lediglich einen Druck für die Zirkulation des flüssigen Arbeitsmediums erzeugen.

Abschließende Bemerkungen

Zusammenfassend können wir nach dieser Analyse ein genaueres Verständnis der verschiedenen Eigenschaften und Arten von Halbleitern erlangen.Und kann die für verschiedene Projekte und Geräte geeignete Wärmeableitungsmethode verstehen.Allerdings hat die Entwicklung verschiedener Kühlgeräte in den letzten Jahren mit dem kontinuierlichen Auftreten des Treibhauseffekts in allen Lebensbereichen Aufmerksamkeit erregt.Aus diesem Grund ist es notwendig, eine eingehende Analyse von Halbleitern durchzuführen und effektivere Kühl- und Wärmeableitungssysteme zu entwickeln, um eine bessere Entwicklung von Unternehmen zu fördern.