电子器件冷却技术概况与进展

第27卷第3期2005年8月低温物理学报CHINESEJOURNALOFLOWTEMPERATUREPHYSICSVol.27,No.3Aug.,2005电子器件冷却技术陈登科中国电子科技集团公司第十六研究所,安徽万瑞冷电科技有限公司,合肥230043文章讨论了电子冷却的对象和冷却方法;论述了微通道冷却、新型热管、热喷射、集成热路等新的冷却方法;介绍了介观制冷器、热电子发射制冷开发中的冷却/制冷技术.关键词:电子,冷却PACC:71201关于电子冷却技术冷却技术涉及到许多领域.在电子领域,冷却技术也已渗透到方方面面,从电子技术一产生就有了冷却问题.电子技术发展突飞猛进,冷却技术也伴随着它,始终起着基础的和保障的作用.1.1电子冷却的必要性对电子领域的冷却主要有以下原因:①带走器件的发热:电子器件对信息(这里“信息”可以是电流、电磁振荡、声、光等任何形式)的处理过程实质上是能量的转化过程.这总会伴随着发热,发热的根源是任何能量转化过程都不可能是100%的效率,不足100%部分的能量全部或大多数变成了热量,这部分热量不能让它累积在电子器件中,必须散发出去.电子器件向更小、更高速、更大功率密度方向发展,这些都意味着更大的热流密度,冷却越来越重要了.典型的例子如:三极管、功率器件、真空电子器件、IC、激光器等.图1示意的电子器件A把能量或带有能量的信号X1,Y1,...处理成能量或带有能量的信号X2,Y2,...;Q是散发出的热量;从能量的角度看,应满足以下关系EX1+EY1+…=EX2+EY2+…+Q(1)应该指出,Q永远大于0,即永远有热量需要散发.②降低器件的温度以提高与温度有关的器件性能.电子器件的工作温度往往对它的性能有很大影响,热噪声或暗电流是最明显的一个受温度影响的性能,例如在传感器件、红外探测器及各种光子探测器、放大器件、LNA等,高速数字器件中的情形就是这收稿日期:2004210215图1电子器件中信号与能量的关系© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.256低温物理学报27卷样等.降温对电子器件起了一个热噪声抑制或隔断的作用.③冷却有利于提高器件的工作寿命.④某些电子器件的特性只有工作在一定温度以下才会出现.如超导电子器件是基于超导现象的器件,它必须工作在超导转变温度以下.1.2电子冷却对象根据被冷却对象的层次,可分为以下两种:①对电子整机或系统冷却,使整机或系统工作环境温度处于要求的范围内.这种方式不仅要冷却,有时也可能要加热,对温度的要求既要考虑到机器也要考虑到操作机器的人.所以把它叫作空气调节或者调温或恒温更恰当.它把整个系统当作对象,有时需要针对具体发热点采取调温措施.②对电子器件或模块冷却.这种方式针对性很强,哪里发热就冷却哪里,哪里需要冷却就冷却哪里.本文重点就谈这种情况并简称为电子冷却.1.3电子冷却的方法根据子冷却的温度和方法的不同,可以把它分成下表中几类:冷却方法名称含义散热把被冷却对象内部的发热传递到表面,进而传递到热沉、散发到外界.不需加入能量,冷却的动力来自被冷却对象与热沉的温差.电子整机或系统电子器件、组件或模块.雷达、通讯系统各种电子机箱、各种功率器件或功率模块制冷把被冷却对象的温度降到比热沉或环境温度低的温度.必须要加入能量才能进行电子整机或系统电子器件、组件或模块雷达、通讯系统、各种电子机箱、各种功率器件及模块,微电子器件如IC或DSP、光电子器件、真空电子器件①热电制冷器(半导体制冷器)②蒸汽压缩制冷机③气体制冷机④吸收式和吸附式制冷⑤热电子发射制冷器低温制冷把被冷却对象的温度降到热沉或环境温度低得多的温度.一般指120K以下的温度.必须要加入较大的能量才能进行电子器件红外器件、LNA、超导器件特点冷却对象冷却对象举例①气体低温制冷机如斯特林制冷机、GM制冷机、脉管制冷机、节流制冷器②采用低温液体或固体(如LN2LHe等)蒸发进行制冷③辐射制冷器(如太空用辐射制冷器④蒸汽压缩低温制冷机⑤固体制冷器如(绝热去磁制冷器,光学制冷器)冷却方法①自然对流散热器机箱散热②强制对流风扇;冷却液体循环③传导导热固体,导热液体、热管.④辐射被冷却对象表面采用高发射率材料,向外辐射散热.在实际中往往是以上几种方法组合使用.© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.3期陈登科:电子器件冷却技术2572新概念冷却技术热量传递只有传导、对流和辐射三种手段,在绝大多数散热结构中不是只用一种传热手段,而是三种或两种手段组合使用.现有散热方法已比较成熟,为散热而设计制造的产品非常多,典型的有:各种热沉散热器);各种使传热介质扰动起来以产生对流的扰动源如风扇、泵;各种导热固体或液体等等.对这些产品的合理选用和搭配技术及对被冷却对象的热设计手段已较完善,然而,电子技术发展不断为散热提供新要求,这些要求主要有:①要求冷却产品体积重量更小,以便适应电子整机或器件体积重量越来越小的趋势;②要求冷却产品更高效,传热更快、传递温差更小,小的散热产品能带走更多的热量;③要求冷却产品使用更方便,包括安装方便、使用方便、使用能耗小、对被冷却对象的适应性好(不产生干扰等)等等.为此,产生了一批适应新的冷却要求的冷却技术,现论述如下:图2电子冷却的能量关系.(a)散热方式Ta>TcQc=Ein-Eout;(b)制冷方式Ta<TcQc=Ein-Eout+ErA2被冷对象;Ta2被冷却对象温度;B2散热通道;C2热沉(或环境);Tc2热沉(或环境)的温度;Ein、Eout2进和出被冷却对象的能量;Qc2传给热沉(或环境)的热量;Er2为实现制冷所必须加入的能量2.1微通道冷却技术微通道换热器是指在基体上用光刻或其它刻蚀法制成截面尺寸仅有几十到上百微米的槽道,换热介质在这些小槽道中流过与换热器基体并通过基体与别的换热介质进行换热.换热器的基体材料可以是金属、玻璃、硅或其它任何合适的材料.这种换热器的突出优点是:①换热系数大,换热效果很好.由于几何尺寸极小,流体流过通道时的流动状态与常规换热器有很大区别.雷诺数一般增大一个数量级,因而换热系数明显增大.换热介质与基体之间温差很小.②体积很小,特别适合电子器件的冷却.© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.258低温物理学报27卷③制造工艺采用电子器件制造工艺,有利于降低成本、批量生产.④由于换热介质与基体间温差小,槽道间距离短,所以基体本身的导热系数对总的换热导数影响小,所以,基体导热系数差一些也影响不大,因此可以选用多种材料作换热器.图3是一种微型低温制冷器,它的换热器是在玻璃基体上通过光刻方法制成的,尺寸只有约7×1.5cm.该制冷器可以制冷在77K,用来冷却光电子器件或低温电子器件. 图4是对半导体激光器阵列采用微通道换热器冷却的示意图.微通道使激光器陈列基体的热场发生了很大变化.图3使用微通道换热器的低温制冷器图4微通道换热器用于冷却激光器阵列用于微通道的传热介质一般是经过纯化的空气、氮气、CO2、水等.微通道可使热流密度高达100～150W/cm2,而一般传统换热形式只能达到10～20W/cm2,它们的差距高达50倍,在散掉大热流的同时,表面温度只升高1/50.微通道换热技术用于多芯片组件,激光二极管陈列、雷达固态器件、高速数字器件等冷却.在光电子器件应用已较为成熟.现在的高功率激光器陈列需把0.001升体积内温度保持在100℃以下而散掉几百瓦的热,得用庞大的循环水冷却器.图5所示的微通道换热器散热能力可μm×达100W/cm2,采用微通道尺寸为50μ500m=宽×高有些研究者采用单掩膜方法制作成宽μμ×高=(5～10m)×(8～10m)的微通道.由于尺寸更小,其性能更佳.试验表明,空冷硅微通道热沉的热阻小于1cm2・K/W,水冷硅热沉的热阻小于0.1cm2・K/W,这意味着1cm2芯片上散热150W/cm2时水与芯片温差可维持在15℃以下.而液氮冷却硅微通道热沉的热阻小于0.05cm2・K/W.图5微通道换热器外形在单层微通道换热器趋于成熟的情况下,对双层微通道也进行了研究,后者有利于减少压力降,提高芯片温度均匀性而减少热应力.预计2005～2006年,高速IC的发热可能会达到200W/cm2,开发能适应此功率的微通道散热器已有了进展.2.2喷射换热器散热技术© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.3期陈登科:电子器件冷却技术259微喷射换热是指从许多微孔中喷出换热介质到被冷却表面,介质与表面换热系数因强列扰动而保持在很高的水平上,在一定条件下,这种冷却方式的导热系数比铜高1000倍.图6是一个微喷咀的放大图,可看出扰动的强烈程度.图6微喷咀换热器图7集成热路2.3集成热路图7是一个由微通道冷凝器、微泵驱动、微喷射蒸发器组成的一个闭环冷却系统,这是种模块化微机械硅散热系统,研究者把它称为“集成热路”对应于集成电路.这种叫法反映了现今从系统上考虑解决IC及其它电子器件的散热与热管理问题,同时又从微观上,从热的原头上解决热问题的思路.针对电力电子器件(例如IGBT)研究的大功率集成热路,目标要达到散热流密度600W/cm2.有的研究者理论计算的散热能力可达1kW/cm2.2.4新型热管传热技术热管已广泛用于电子冷却领域.由于它传热温差小,传热量大,不需泵送传热介质,在电力电子器件,航空电子装置上已成熟使用.针对微电子器件和多芯片组件体积小特点,开发了一种埋入式微型陶磁热管.在芯片衬底里埋数个微热管,热管内注水,热管中毛细作用的芯是陶磁材料制成的,轴向开槽.制作工艺与现在的芯片衬底制造工艺完全兼容.这种热管导热系数比导热系数很高的金刚石还要好,更比现有的衬底材料导热系数导热系数好得多.笔记本电脑中的CPU冷却已有相当一部分用微型热管,一般直径3毫米左右,它与现有的风扇加热沉结构相比有明显的优点(见图8),针对电子冷却的特定要求,已开发了重力附助热管柔性回路热管,平板型电子冷却热管,微型空气对空气换热管等多种.直接埋入芯片硅衬底中的微型热管已经出现了,研究者把它称作“热播撒器”用来代替在集成电路中起导热作用的金刚石膜.图8笔记本电脑用热管散热器这种微型热管的体积已小到热管中蒸汽和液体界面尺寸跟热管的水力半径可比的程度.已开发了这种微型热管的稳态计算机模型以计算热管的传热量.© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.260低温物理学报27卷3开发中的制冷技术3.1介观制冷器图9所示的是一个所谓介观制冷器,它厚度不足3mm但却包含了普通制冷装置中的压缩机、冷凝器、蒸发器、膨胀阀、控制器等所有部件,采用蒸汽压缩制冷循环,这可制成标准制冷模块,用于对任何表面式热源的制冷.图9介观制冷器(蒸汽压缩循环)图10是采用吸收式制冷原理的制冷器,它也具有普通吸收式制冷器的所有元件.图11是采用斯特林循环的介观制冷器,它包含压缩机、膨胀机、冷却器和相应的通道.工质总是以气体方式工作,不发生相变.以上这几种制冷器的压缩机、膨胀机、阀等运动部分都是采用微技术图10介观制冷器(吸收式循环)工艺制造,多数情况下采用硅材料制成.它们在MEMS、光电子器件,微电子器件冷却方面有广泛的用途.3.2热电子发射制冷技术固体受到加热内部电子的动能增大到一定程度时,一部分电子会克服逸出功而逸出,利用热电子发射原理制成的制冷器是全固态制冷器,甚至可以制成薄膜形式的制冷器.对膜薄式热电子发射制冷机已进行了大量的研究,因为它可以直接镀在光电子式微电子器件的表面,制造和使用都极图11介观制冷器(斯特林循环)为方便.热电子发射制冷与热电制冷(帕尔帖制冷)不同,后者是利用在不同材料组成的回路中© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.3期陈登科:电子器件冷却技术261通直流电时会在其中接头处有吸热和放热现象的原理制成的.热电子发射制冷器效率可达长诺效率的60%～70%,而传统制冷方式只有30～50%,热电制冷器只有8%左右.在热电子发射制冷器中“,制冷工质”是质量电子,阴极和阳极被真空分开,当施加电压时,电子从阴极发射,穿过真空进入阳极.在阴极吸热,在阳极放热(见图12).热电子发射制冷管理与阴极射线管理是一样的,只是后者须将阴极加热到很高温度才能使用电子克服束发射出来,用的材料是通常功函数材料.而用作制冷时必须使用低功函数材料,使阴极在温度较低时也能发射电子(见图13).图12图134结论(1)电子冷却技术已得到了很大发展,为电子科技和产业发展奠定了基础;(2)为适应电子技术长足发展,已出现了许多新概念的冷却技术,其中微通道换热,微热管、微喷射、介观制冷器,微电子发射制冷器等已经或正在向成熟,它们对微电子技术的发展起着极为重要的推动作用.我们相信这些技术会更加完善提高,走向实用化和规模使用,同时还会出现更先进的冷却技术,以适应更先进的电子技术.© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.262低温物理学报27卷NEWTECHNOLOGIESOFELECTRONICSCOOLINGCHENDENG2KEVacreeTechnologiesCo.,Ltd.,Hefei230043(Received15October,2004)Thispaperdiscussedtheelectronicsobjectsneedtobecoolingandcoolingmeth2ods.Somenew conceptcoolingmethodsandapparatus,suchasmicro2channel,inte2gratedheatcircuit,heatej ection,havebeenintroduced.Keywords:Electronics,CoolingPACC:7120© 1995-2006 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.。

热加工工艺技术与材料研究电力电子设备的冷却技术研究进展张小京1,易志华2(11西南科技大学信息工程学院,四川绵阳621010;21西安电子科技大学电子工程学院,陕西西安710071)摘　要:为了适应电力电子集成技术高热密度散热的需求,在对传统的冷却方式不断改进的同时,一些新型高效的冷却方式不断涌现。

本文对几种常用冷却方式的原理、优缺点及最新的研究动态进行了综述,为电力电子设备热设计人员选择合适的冷却方式,进而设计出高效的散热装置提供方便。

关键词:电力电子设备;冷却技术;散热装置中图分类号:T K 123文献标志码:B 近年来电力电子集成技术的迅速发展,使得电力电子装置设计和维护难度显著降低,极大地推广了电力电子装置的应用范围。

目前,电力电子集成技术面临的问题,概括地讲就是如何使电力电子装置的功能越来越完善,体积越来越小,这对装置的材料、工艺以及电路本身都提出了巨大的挑战;而随之在装置内部产生的高热流密度更是受到了人们的普遍关注,甚至认为传热问题成为了电力电子集成技术继续进步的瓶颈[1]。

由于电力电子设备的小型化和集成化,要求其散热装置具有紧凑性、可靠性、灵活性、高散热效率、不需要维修等特点,从而为现代传热技术在电子冷却领域的应用提出了新的课题。

这就要求广大从事电子设备热设计的科技人员在对传统的冷却方式改进的同时,不断探索、研究、开发新型高效的冷却装置。

以下就对几种常用冷却方式的原理、优缺点及目前的研究进展分别介绍。

1　各种冷却方式的特点及新进展图1　风冷翅片散热器1.1　风冷翅片散热器风冷翅片散热器分2个部分,和热源直接接触的部分为翅片散热器,他负责将热源发出的热量引出;风扇则用来给散热器强制对流冷却降温。

其冷却效果与使用的散热器的结构密切相关。

目前有关研究主要集中在散热器的散热特性及结构、材料的优化上。

影响强制对流冷却效果的另一个参数是风速,风速越大,散热器的热阻越小,但流动阻力越大,适当提高风速有利于热阻的降低,但风速超过一定数值之后再提高已无多大意义[2]。

高功率电子组件冷却技术基本上电子产品是建构在电气能量转换机制，因此电子组件动作时会有部分电能会变成热能，随着电子产品轻巧、高性能化、高密度封装的市场需求，如何将电子组件产生的热能排出机体外部，成为设计上无法忽视的课题。

温度预测对散热设计具有决定性的影响，虽然设计时间可借助各种散热对策，作实效性评估再决定设计参数，不过根本上温度预测是散热对策的第一步。

热流分析软件的普及，理论上透过复杂的热流模拟分析，已经可以验证大部分设计妥善性，不过充分理解基础的热流计算原理，却是大幅减少反复无谓的模拟分析唯一手段，有鉴于此本文以IGBT的DC/DC converter、DC/AC inverter为例，说明高功率电子组件的冷却技术，同时深入探讨电子产品的筐体散热设计技巧。

IGBT电路与Switching波形DC/DC converter可分为一次、二次、四次push-pull三种，其电路与Switching 波形如图1～3所示，一次push-pull DC/DC converter施加直流电压＋Zener 电压(Vz)于IGBT时，会使电流Ic turn off，换言之必需选用定电压为Edc+Vz 以上，与定电流为Ic 以上的组件，它的损耗可由Ic*Vce(sat)*D+Eoff*fc公式求得，依此获得duty最大值约为50%。

图1 一次push-pull DC/DC converter 图2 二次push-pull DC/DC converter图3 四次push-pull DC/DC converter二次push-pull DC/DC converter施加直流电压(Edc)于IGBT时，会使电流Ic turn off，换言之必需选用定电压为Edc 以上，与定电流为Ic 以上的组件，它的损耗可由Ic*Vce(sat)*D+Eoff*fc公式求得，依此获得duty最大值约为50%。

四次push-pull DC/DC converter施加直流电压(Edc)二倍电压(Vz)于IGBT时，会使电流Ic turn off，换言之必需选用定电压为以上，与定电流为以上的组件，它的损耗可由Ic*Vce(sat)*D+Eoff*fc公式求得，依此获得duty最大值约为50%。

电子器件散热及冷却的发展现状研究摘要：现如今，我国社会经济与科技飞速发展和进步，各行业方兴未艾，电子行业也不例外得到了迅猛发展，经济飞速发展，使得社会用电量持续增多，电子器件也逐渐向着高效和微型方向发展，同时也对机组铺设的安全和可靠性有了更高的标准与要求。

在主铺设备运行中，抱会系统因其自身故障而导致停止运行，特别是高温环境会严重的影响到电子器件的性能和使用寿命，此外，也会影响到电路系统运行的安全性。

为此，本文详细论述了电子器件散热和冷却发展现状，旨在可以为相关业界人士发展提供借鉴，助力电子行业实现健康可持续繁荣发展。

关键词：电子器件；散热；冷却；发展现状前言：电力资源在当前现代化社会发展中得到了广泛应用，在工业生产和生活中人们越来越依赖电力资源，这就意味着电力资源成为了人们生产和生活中不可或缺的一部分。

电气器件作为火力发电厂中一个非常关键的构成部分，目前，它产生的热量的疏散和冷却已成为相关学者关注的焦点和热点。

随着热控保护系统的不断发展和进步，热工自动化程度不断提升，工作中，电气器件会产生很多热量，在很大程度上会对电气器件的应用寿命及性能产生影响，为此，文章对其进行研究具有十分深刻的意义。

1电子器件散热及冷却发展现状1.1被动式冷却被动式冷却：冷源温度高出环境温度的电子元件散热方式，主要特点是其芯片温度一直高于环境温度，无制冷机构，根据冷却介质的不同性，可将其分成液体与空气冷却两种。

1.1.1空气冷却空气冷却：通过空气流动，将元件产生的热量进行带走的一类散热方式，为此，通常发热量很小的电子元件冷却中经常使用。

强破对流冷却指介质在外力作用下流动，主要通过风机等强制装置使周围的空气流动，然后带走热量。

此散热方式散热能力比对流强，通过同热沉组合可使其流换热系数达（10—100W/(m 2.K），现阶段此种方式被广泛的进行着应用。

应用最广泛的一类方式就是空气冷却，它的冷却力大概为约10 2 W/m 2.K 的数量级，它适用于散热量低、价格低廉、结构简单，但不能满足高热流密度电子器件和芯片的要求。

机械设备中电子冷却技术的研究与应用随着科技的不断进步和应用领域的扩大，电子设备已经成为现代社会中不可或缺的一部分。

然而，电子设备的长时间运行往往会导致过热问题，这不仅给设备的性能和寿命造成威胁，还可能引发安全隐患。

因此，研究和应用机械设备中的电子冷却技术变得迫在眉睫。

1. 电子设备的热量排散问题电子设备在正常运行过程中会产生大量的热量，这主要是由于电子元器件内部电流通过时产生的焦耳热。

如果这些热量无法有效排散，设备的工作温度会不断上升，导致设备性能下降，甚至无法正常工作。

因此，解决电子设备的热量排散问题至关重要。

2. 传统的电子冷却技术传统的电子冷却技术主要依赖于散热风扇和散热片，通过强制风流来提高散热效果。

然而，这种方式的散热效果有限，尤其在高功率、高集成度电子设备中几乎不适用。

此外，风扇产生的噪音和电磁干扰也给用户带来了不便。

3. 电子冷却技术的研究和创新针对传统电子冷却技术的局限性，学术界和工业界都在积极研究和推广新的电子冷却技术。

其中，被广泛研究和应用的主要包括热管冷却技术、热沉冷却技术和液冷技术。

3.1 热管冷却技术热管是一种使用液体的迁移热传导现象来传递热量的热量传递装置。

它由内壁涂有薄膜的毛细管和内部填充工质组成。

通过毛细管的薄膜形成的高温高压区域和低温低压区域之间的热量传递，实现了高效的热量排散。

热管冷却技术具有散热效率高、体积小、可靠性高的特点，被广泛应用于电子设备中。

3.2 热沉冷却技术热沉冷却技术是将热量集中到一个散热性能较好的部件上，通过增加散热面积和辐射表面积来提高散热效果。

热沉通常采用高热导率的材料制成，如铜、铝等，能够快速将热量传导到散热器或散热风扇上。

与热管冷却技术相比，热沉冷却技术适用于设备容量较大的场合，可以大大提高散热效果。

3.3 液冷技术液冷技术是通过将冷却剂直接流经电子设备内部，带走产生的热量。

它可以分为直接液冷和间接液冷两种方式。

直接液冷是将冷却剂直接流经电子设备内部，与热源进行直接热交换；间接液冷是将冷却剂流经散热器，与散热器进行热交换，然后再将热量带走。

1.1简述温差电技术的历史及现状热电制冷器的物理理论可以追溯到19世纪早期。

1821年由德国科学家托马斯·塞贝克发现在一个由两种不同金属导体构成的闭合回路中，当两个接头的温度不同时，回路中会有持续的电流流动。

1834年，一个法国制表师兼物理学家简·珀尔帖在研究塞贝克效应的过程中发现，这一现象具有一个相反的现象，也就是当闭合回路中有电流流动的时候，两个接头之一会吸热，而另一个会放热。

20年后，威廉姆·汤姆逊（即开尔文勋爵）为塞贝克效应和珀尔帖效应提出了一个系统的解释，并建立了两者的关系。

在很长时间里，温差电领域中只有用热电偶测量温度得到了广泛应用。

直到1960年前后前苏联科学家完善了以Bi 2Te3为代表的化合物半导体材料的制备技术，才使得商业化的热电制冷器才有所发展。

半导体致冷器，是基于帕尔贴效应开发的固态加热、制冷器件。

目前应用于关键电子部件、光学系统、医疗仪器及其他装置中的精密温度控制。

1.2半导体致冷器结构及工作原理简介在目前的热电制冷器件中最常用到的半导体热电材料是碲化铋。

碲化铋的最大热电优值系数所出现的温度在室温，适合于大多数热电制冷的应用条件。

工业上已经可以通过掺杂得到p型和n型碲化铋料锭。

热电材料的制备方法通常是区域熔化法或者粉末压制成型法。

由帕尔贴效应可知，通过在半导体致冷器的两端加载一个适当的直流电压，热量就会从元件的一端流到另一端。

此时，制冷器的一端温度就会降低，而另一端的温度就会同时上升。

值得注意的是，只要改变电流方向，就可以改变热流的方向，将热量输送到另一端。

所以，在一个热电制冷器上就可以同时实现制冷和加热两种功能。

因此，热电制冷器还可以用于精确的温度控制。

另外，热电制冷器还具有发电的功能。

在这个模式下，只要在制冷器上加载一个温差后，回路中便会产生电流。

从上面的半导体结果示意图中可以知道，电偶臂材料分别采用了p型和n型碲化铋。

这种布局方式下，电流在p型和n型电偶臂里上下流动的过程中，热流方向能始终保持不变，在n型材料中，热流方向与电流方向相反；在P型材料中，热流方向与电流方向相同。