
【電】 semiconductor thermocouple
semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor
【電】 thermocouple
半導體熱偶(semiconductor thermocouple)是由兩種不同半導體材料構成的熱電轉換器件,基于塞貝克效應(Seebeck effect)實現溫度與電勢差的相互轉換。其核心原理為:當兩個導體的接合點存在溫度梯度時,載流子擴散速率差異會産生熱電勢,其數學表達式為: $$ Delta V = alpha Delta T $$ 其中$alpha$為塞貝克系數,$Delta T$為溫差。
該器件通常包含以下關鍵組件:
根據國際電工委員會IEC 60584-1标準,半導體熱偶相較于傳統金屬熱電偶具有三大優勢:
主要應用領域涵蓋工業溫度傳感(《半導體器件物理》第三版,Neamen著)、太空探測器熱控系統(NASA技術報告JPL-400-1457)及汽車尾氣能量回收裝置。中國國家标準GB/T 2900.66-2022《電工術語 半導體器件和集成電路》中明确其屬于固态換能器類别。
“半導體熱偶”是由“半導體”和“熱偶(熱電偶)”組合而成的術語,其含義需結合兩者的特性來理解:
半導體是導電性介于導體(如金屬)和絕緣體之間的材料,常見如矽、鍺及化合物(如砷化镓)。其導電性可通過摻雜、溫度或光照顯著改變。這一特性使其廣泛應用于電子器件(如二極管、晶體管)和傳感器領域。
熱電偶是一種溫度傳感器,基于塞貝克效應工作:兩種不同導體/半導體組成閉合回路時,若兩端存在溫差,回路中會産生熱電動勢,從而測量溫度。其特點包括:
指采用半導體材料作為熱電偶組件的裝置,可能表現為以下形式:
傳統熱電偶多用金屬合金(如鎳鉻-鎳矽),而半導體熱偶屬于特殊類型,需根據材料配對優化性能。例如,某些半導體材料(如碲化铋)常用于熱電制冷或發電模塊。
如需進一步了解具體材料或應用案例,可參考熱電偶相關技術文獻或行業标準。
【别人正在浏覽】