半导体制冷原理是什么

半导体的制冷和制热，都是应用温差电效应的结果。当有电流通过半导体制冷片时，就会在一端发热、另一端降温——产生温差，即一端制热、另一端制冷。冰箱和空调都是利用这种效应。
因为在通过半导体制冷片的电流等条件一定时，在一端发热、另一端降温所造成的温度差是一定的，所以当降低热端温度时，相应地冷端的温度也将要降低，从而能够达到更好的在冷端制冷。
相反，若在半导体制冷片的两端人为地造成温度差，就会在两端之间产生电压和电流——温差生电。两端的温差越大，产生的电压和电流也就越大。
总之，这里关键的问题是温度差，而不是一端温度本身的高低。

半导体制冷片制冷原理
原理图
半导体制冷片（TE）也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。
半导体制冷片的工作运转是用直流电流，它既可制冷又可加热，通过改变直流电流的极性来决定在同一制冷片上实现制冷或加热，这个效果的产生就是通过热电的原理，上图就是一个单片的制冷片，它由两片陶瓷片组成，其中间有N型和P型的半导体材料（碲化铋），这个半导体元件在电路上是用串联形式连接组成.  半导体制冷片的工作原理是：当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料连结成电偶对时，在这个电路中接通直流电流后，就能产生能量的转移，电流由N型元件流向P型元件的接头吸收热量，成为冷端由P型元件流向N型元件的接头释放热量，成为热端。吸热和放热的大小是通过电流的大小以及半导体材料N、P的元件对数来决定。制冷片内部是由上百对电偶联成的热电堆（如右图），以达到增强制冷（制热）的效果。以下三点是热电制冷的温差电效应。

采用半导体材料碲化铋做成N型和P型两种半导体热电偶，用模式的方法组成半导体致冷器件。吸收热量和放出热  量的大小由电流大小不决定。

到了二十世纪五十年代随着半导体材料的迅猛发展，热电制冷器才逐渐从实验室走向工程实践，在国防、工业、农业、医疗和日常生活等领域获得应用，大到可以做核潜艇的空调，小到可以用来冷却红外线探测器的探头，因此通常又把热电制冷器称为半导体制冷器。

在原理上，半导体的制冷片只能算是一个热传递的工具，虽然制冷片会主动为芯片散热，但依然要将热端的高于芯片的发热量散发掉。