ما هي اشباه الموصلات؟كيف تبرد أشباه الموصلات؟

التبريد بأشباه الموصلات ، المعروف أيضًا باسم التبريد الإلكتروني ، أو التبريد الكهروحراري ، هو نظام تم تطويره منذ الخمسينيات من القرن الماضي عند حافة تقنية التبريد وتكنولوجيا أشباه الموصلات.يستخدم تقاطعات PN المكونة من مواد شبه موصلة خاصة لتشكيل أزواج حرارية وإنتاج Perle. يُطلق على التأثير اللاحق ، وهو نوع جديد من طريقة التبريد من خلال التبريد بالتيار المباشر ، جنبًا إلى جنب مع التبريد بالضغط والتبريد بالامتصاص ، طرق التبريد الرئيسية الثلاثة في العالم.

مبدأ التبريد لزعانف التبريد بأشباه الموصلات

يُطلق على فيلم التبريد بأشباه الموصلات (TE) أيضًا فيلم التبريد الكهروحراري.إنه نوع من المضخات الحرارية.ميزته أنه لا يحتوي على أجزاء منزلقة.يتم استخدامه في بعض المناسبات التي تكون فيها المساحة محدودة ، وتكون الموثوقية عالية مطلوبة ، ولا تلوث غاز التبريد.

العملية التشغيلية لصفيحة التبريد شبه الموصلة هي تيار مباشر ، والذي يمكن استخدامه لكل من التبريد والتدفئة.من خلال تغيير قطبية التيار المباشر ، تقرر تحقيق التبريد أو التسخين على نفس لوح التبريد.ينتج هذا التأثير من خلال مبدأ الكهرباء الحرارية ، كما هو موضح في الشكل أعلاه.شريحة تبريد متجانسة ، تتكون من لوحين خزفيين ، يوجد بينهما مواد شبه موصلة من النوع N والنوع P (البزموت تيلورايد).يرتبط عنصر أشباه الموصلات هذا في سلسلة في الدائرة.عمل ورقة التبريد أشباه الموصلات المبدأ هو: عندما يتم توصيل قطعة من مادة أشباه الموصلات من النوع N وقطعة من مادة أشباه الموصلات من النوع P لتشكيل زوج كلفاني ، بعد توصيل تيار التيار المستمر في هذه الدائرة ، يمكن نقل الطاقة يحدث ، ويتدفق التيار من عنصر من النوع N إلى مفصل عنصر من النوع P يمتص الحرارة ويصبح الطرف البارد.يتدفق العنصر من النوع P إلى مفصل العنصر من النوع N ويطلق الحرارة ، والتي تصبح النهاية الساخنة.يتم تحديد حجم امتصاص الحرارة وإطلاق الحرارة من خلال حجم التيار وعدد أزواج مواد أشباه الموصلات N و P.يتكون الجزء الداخلي من لوح التبريد من مادة حرارية مكونة من مئات من أدوات التوصيل الكهربائية لتحقيق تأثير التبريد المعزز (التسخين).

ما هو أشباه الموصلات؟

يشير مصطلح أشباه الموصلات إلى بعض المواد ذات الموصلية التي يمكن التحكم فيها.هذا النوع من المواد الإلكترونية عبارة عن مادة يمكنها توصيل الكهرباء في درجة حرارة الغرفة ، ولكن لا يمكن تسمية شبه الموصل موصلًا تمامًا لأنه يمكن أيضًا أن يصبح عازلًا في ظل ظروف معينة.نظرًا لخصائص أشباه الموصلات هذه ، سيتم استخدامها في المعدات الإلكترونية مثل أجهزة الراديو والتلفزيون.عندما ترتفع درجة حرارة الآلة ، يمكن أن تلعب دورًا في التبريد وتمنع ارتفاع درجة حرارة الأجزاء الأخرى من الاحتراق.وجد الاستطلاع أن العديد من الأجهزة المنزلية وأدوات العمل التي يستخدمها الناس تحتوي الآن على مواد شبه موصلة.

أداء مواد أشباه الموصلات

أشباه الموصلات ليست مادة محددة.إنه موجود في أشكال مختلفة.في الوقت نفسه ، بسبب أشكالها المختلفة ، فإن مواد أشباه الموصلات لها خصائص أكثر.

1. عنصر أشباه الموصلات

يشير هذا النوع من أشباه الموصلات إلى استخدام عنصر معين ، والعناصر التمثيلية هي السيليكون والقصدير.يمكن أن تشكل هذه العناصر مواد صلبة بخصائص أشباه الموصلات ، كما أنها شديدة التأثر بالتأثيرات الخارجية.بمجرد مزجها بشوائب أخرى ، سوف تتغير.نظرًا لأن القصدير يتكون من مواد شبه موصلة أقل فعالية ، فإن السيليكون والجرمانيوم هما من أكثر العناصر شيوعًا في السوق حاليًا.يستخدم السيليكون على نطاق واسع في الصناعة ، ويتم إنتاج ثاني أكسيد السيليكون أثناء الاستخدام.يمكن أن تشكل هذه المادة طبقة واقية ويمكن أن تعزز بشكل كبير التشغيل المستقر للمكونات.

2. مركب عضوي أشباه الموصلات

يشير هذا النوع من أشباه الموصلات إلى الهيكل الذي يحتوي على مركب رابطة كربون معين ، ويمكن تشكيل نطاق التوصيل عن طريق تركيب المركب العضوي ورابطة الكربون عموديًا.يتم إدخال شريط التوصيل في نطاق الطاقة عن طريق إضافة كيميائية ، بحيث يمكن أن تحدث الموصلية الكهربائية ، بحيث يمكن تكوين أشباه الموصلات العضوية المركبة.نظرًا لأن هذا النوع من أشباه الموصلات يتكون من مركبات عضوية ، فإنه يتمتع بدرجة معينة من القابلية للذوبان وطريقة المعالجة بسيطة نسبيًا ، مما يساعد الشركات على توفير التكاليف إلى حد كبير.يتحكم هذا النوع من أشباه الموصلات في الموصلية الخاصة به عن طريق التحكم في الجزيئات ، لذلك يتم استخدامه في الغالب في مجالات الأغشية الرقيقة العضوية والإضاءة العضوية.

3. أشباه الموصلات غير متبلور

لأن مظهره مشابه للزجاج ، يطلق عليه الزجاج أشباه الموصلات.أشباه الموصلات غير المتبلورة لها نفس خصائص المواد غير المتبلورة الأخرى.في معظم الحالات ، يوجد في هيكل من النظام قصير المدى والاضطراب بعيد المدى.العنصر الرئيسي هو السيليكون ، وهو السيليكون غير المتبلور عن طريق تغيير موضع الذرات.في المرحلة الأولى من تطوير أشباه الموصلات ، تعد أشباه الموصلات غير المتبلورة واحدة من أصعب السيطرة ، ولكن مع التطور المستمر للتكنولوجيا ، تم استخدام هذا النوع من أشباه الموصلات على نطاق واسع.نظرًا لخصائصه الخاصة في امتصاص الضوء ، سيتم تطبيقه على الطاقة الشمسية.من بين البطاريات وشاشة ال سي دي.

أنواع أنظمة التبريد بأشباه الموصلات

1. تبديد حرارة الهواء الحراري

هذا النوع من طرق تبديد الحرارة يشبه إلى حد كبير طريقة تبديد حرارة المروحة المعتادة ، والتي تنفخ الحرارة الناتجة عن الأجزاء من خلال تدفق الهواء ، بحيث يمكنها تحقيق الغرض من التبريد.سوف يتأثر استخدام الحمل الحراري لتبديد الحرارة بعدة عوامل.أولاً ، يتميز المشتت الحراري بأداء التوصيل الحراري ، والذي يمكنه نقل الحرارة المنبعثة من الأجزاء في أسرع وقت ممكن لجعله يتلامس مع الهواء وتحقيق تبديد الحرارة.ثانيًا ، عندما تكون سرعة تدفق الهواء أسرع ، يمكن زيادة سرعة تبديد الحرارة.لذلك ، أثناء تثبيت النظام ذي الصلة ، يجب تركيب مروحة إضافية للتأكد من أن سرعة تدفق الهواء يمكن أن تلبي أعلى المتطلبات.ثالثًا ، درجة حرارة الهواء نفسها لها تأثير أكبر على تبديد الحرارة ، وسيكون تأثير تبديد الحرارة ضعيفًا في الصيف.

2. تبريد المياه

تستخدم هذه الطريقة على نطاق واسع في الوقت الحاضر.ال صفيحة سائلة باردة يستخدم التدفق المتداول لسائل التبريد لتحقيق تبديد الحرارة ، ويمكن التخلص من معظم الحرارة الناتجة عن الأجزاء أثناء عملية التدفق.بالمقارنة مع تأثير تبديد حرارة الهواء ، ستكون هذه الطريقة أكثر وضوحًا ، ولن تتولد ضوضاء أثناء عملية تبديد الحرارة.بالإضافة إلى ذلك ، بالنسبة لبعض الأجهزة ذات الإنتاج القوي للحرارة ، ستتم إضافة المراوح لتحسين تأثير تبديد الحرارة.لذلك ، فهي تستخدم بشكل أساسي في مكونات مثل إمدادات الطاقة ومضخات المياه.

3. تبريد الأنابيب الحرارية

أنبوب الحرارة عبارة عن جسم أنبوب معدني يمكنه تقليل درجة حرارة المكون بسرعة إلى درجة حرارة ثابتة.ال بالوعة الحرارة أنبوب الحرارة يتكون أساسًا من سائل العمل السائل ، ولب الأنبوب ، وقذيفة الأنبوب وأجزاء أخرى.يتيح هذا الهيكل للسائل الموجود في الأنبوب أداء مجموعة متنوعة من التدفقات المتداولة ، وذلك لنقل الحرارة ، وتطاير الحرارة ، وتحقيق تبديد الحرارة.سائل العمل السائل لأنبوب الحرارة لديه موصلية حرارية جيدة ، نقطة غليان ، ولزوجة منخفضة ، لذلك يمكن تدويره بشكل مستمر لتحقيق التوصيل الحراري.من أجل تلبية الاحتياجات ، تم تعيين قلب الأنبوب لتقليد جدار الشعيرات الدموية البشرية ، والداخل عبارة عن هيكل شعري في الغالب ، لذلك لا يمكنه تحقيق التوصيل الحراري السريع والواسع النطاق فحسب ، بل يقلل أيضًا من المقاومة الحرارية.نظرًا لأن أنبوب الحرارة في مكان مغلق أثناء عملية العمل ، فإنه يمكن فقط توليد ضغط لتدوير وسط العمل السائل لتعزيز عمله.

ملاحظات ختامية

باختصار ، بعد هذا التحليل ، يمكننا الحصول على فهم أكثر دقة للخصائص والأنواع المختلفة لأشباه الموصلات.ويمكن فهم طريقة تبديد الحرارة المناسبة لمختلف المشاريع والمعدات.ومع ذلك ، في السنوات الأخيرة ، مع الظهور المستمر لتأثير الاحتباس الحراري ، تلقى تطوير معدات التبريد المختلفة اهتمامًا من جميع مناحي الحياة.لهذا السبب ، من الضروري إجراء تحليل متعمق لأشباه الموصلات وتطوير أنظمة تبريد وتبديد حرارة أكثر فعالية لتعزيز تطوير المؤسسات بشكل أفضل.