熱電在冷卻儀器中的應(yīng)用
熱電制冷器早已用于電子儀器的冷卻。這類儀器需要的制冷量很小,且制冷的經(jīng)濟(jì)性不是重要因素。熱電制冷器成功地用于顯微鏡、光譜儀以及半導(dǎo)體電子冷凍設(shè)備中。當(dāng)半導(dǎo)體的溫度升高時(shí),電子和空穴的密度增加,使儀器失控。硅晶體管雖然比鍺晶體管的使用溫度高,但有些性能不如鍺晶體管,如硅晶體管的載流子遷移率較低,降低了它的最大使用頻率以及電流放大率。通過冷卻鍺晶體管,可以避免它不能用于高溫的缺點(diǎn),使其優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)揚(yáng)。即使對硅晶體管,適當(dāng)冷卻也是有益的。
在使用鍺晶體管的高頻裝置中,晶體管內(nèi)耗損的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,通過導(dǎo)線排除。最大的排熱率與容許的最高結(jié)點(diǎn)溫度及冷卻溫度有關(guān),用熱電制冷器冷卻二極管時(shí),可將二極管安裝在電絕緣的襯底上,或直接與冷端接觸。微波放大器應(yīng)用砷化鎵二極管時(shí),對二極管進(jìn)行冷卻,可明顯地降低其噪聲。研究表明,二極管溫度降低到液氮溫度以前,噪聲分貝數(shù)隨溫度下降而下降。因此,有人制造了二級復(fù)疊式熱電制冷器,用于降低砷化鎵二極管的噪聲,制冷器裝在高真空容器內(nèi),使用時(shí)冷端溫度為213K點(diǎn)。
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