何偉娜

摘要：隨著科技的不斷發(fā)展，材料的進步對社會的變革影響很大，半導體作為電子材料，在電子領(lǐng)域得到了廣泛的應用。本文主要闡述半導體的概念，對半導體的性能進行分析，對幾種半導體制冷散熱系統(tǒng)進行分析研究，結(jié)合散熱方式的特點，設(shè)計出更加優(yōu)質(zhì)的半導體制冷散熱系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：半導體;制冷;散熱

中圖分類號：TN304?文獻標識碼：A?文章編號：1672-9129（2020）10-0074-01

前言：隨著社會的不斷發(fā)展，半導體作為電子材料在生產(chǎn)生活中應用廣泛，促進了各領(lǐng)域的發(fā)展。我們應該對半導體材料的性能有全面的了解，這樣才能夠更好地發(fā)揮半導體材料的作用。在制冷散熱系統(tǒng)中，散熱效果影響著半導體制冷系統(tǒng)的性能，為了更好的提高制冷效果，現(xiàn)在多采用制冷片運用到便攜式制冷設(shè)備中。

1?半導體的概念

半導體是指在常溫下導電性能介于導體與絕緣體之間的材料。半導體主要運用在收音機、電視機和測溫上。半導體是指一種導電性可控，范圍從絕緣體到導體之間的材料。從科學技術(shù)和經(jīng)濟發(fā)展的角度來看，半導體影響著人們的日常工作生活，直到20世紀30年代這一材料才被學界所認可。

2?半導體材料的性能

2.1元素半導體。元素半導體是指單一元素構(gòu)成的半導體，其中對硅、錫的研究比較早。它是由相同元素組成的具有半導體特性的固體材料，容易受到微量雜質(zhì)和外界條件的影響而發(fā)生變化。目前，只有硅、鍺性能好，運用的比較廣，硒在電子照明和光電領(lǐng)域中應用。硅在半導體工業(yè)中運用的多，這主要受到二氧化硅的影響，能夠在器件制作上形成掩膜，能夠提高半導體器件的穩(wěn)定性，利于自動化工業(yè)生產(chǎn)。

2.2無機合成物半導體。無機合成物主要是通過單一元素構(gòu)成半導體材料，當然也有多種元素構(gòu)成的半導體材料，主要的半導體性質(zhì)有Ⅰ族與Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族;Ⅱ族與Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ族;Ⅲ族與Ⅴ、Ⅵ族;Ⅳ族與Ⅳ、Ⅵ族;Ⅴ族與Ⅵ族;Ⅵ族與Ⅵ族的結(jié)合化合物，但受到元素的特性和制作方式的影響，不是所有的化合物都能夠符合半導體材料的要求。這一半導體主要運用到高速器件中，InP制造的晶體管的速度比其他材料都高，主要運用到光電集成電路、抗核輻射器件中。對于導電率高的材料，主要用于LED等方面。

2.3有機合成物半導體。有機化合物是指含分子中含有碳鍵的化合物，把有機化合物和碳鍵垂直，疊加的方式能夠形成導帶，通過化學的添加，能夠讓其進入到能帶，這樣可以發(fā)生電導率，從而形成有機化合物半導體。這一半導體和以往的半導體相比，具有成本低、溶解性好、材料輕加工容易的特點。可以通過控制分子的方式來控制導電性能，應用的范圍比較廣，主要用于有機薄膜、有機照明等方面。

3?半導體制冷散熱系統(tǒng)的種類

3.1空氣對流散熱?？諝鈱α魃嶂饕峭ㄟ^散熱片作為零部件，大氣的溫度差和空氣對流把多余的熱量帶走，這樣可以達到降溫的效果。這一方式散熱主要受三個因素影響：一是散熱片的熱傳導性能，通過熱傳導效應最大限度的把發(fā)出熱量的零件及時與傳導出來的空氣接觸。二是空氣流動的速度，當速度變快時就會提高散熱的速度，所以在對流散熱系統(tǒng)中都會多加一個風扇，這樣可以提高空氣流動的速度，加快空氣帶走熱量，提高散熱效果。三是空氣本身的溫度，夏季高溫會影響到散熱效果，這主要是因為空氣中熱量也很高，很難保證散熱效果，這一方式本身的散熱效率偏低。

3.2水冷散熱。這一散熱方式是比較新的應用比較廣泛的，主要是通過冷卻液讓其能夠在封閉的管道中進行循環(huán)流動，這樣可以帶走部件的熱量。水冷散熱在效率上比上一種方法來說要好，對于風扇散熱和被動散熱片散熱的方式來說，這一散熱的效果大約是它們的100倍以上，散熱效率高，噪音小，主要運用到機械上。水冷散熱器除了增加風扇，還充分利用對流散熱的特性，提高散熱效果。這種散熱方式多是運用到水管、電源和水泵中，操作復雜，維修不容易，受到一定的限制，尤其是在不方便攜帶，在一定程度上不利于體積小的場合應用。

3.3熱管散熱。熱管主要的特性是能夠快速恒溫，屬于金屬管體，主要通過液態(tài)工質(zhì)、管芯和管殼構(gòu)成。管殼內(nèi)有毛細結(jié)構(gòu)的管芯，管芯上有液態(tài)工質(zhì)，這樣可以充分利用管內(nèi)的液體對其進行多種循環(huán)流動來傳遞熱量。這一液態(tài)工質(zhì)具有良好的導熱、沸點、低的粘度，能夠在不斷循環(huán)過程中達到熱傳導效應。管芯的設(shè)計受到毛細結(jié)構(gòu)的影響，可以減少接觸熱阻。管殼處于一個密閉的空間，能夠更好地位液態(tài)工質(zhì)的循環(huán)產(chǎn)生一定的壓力。管殼具有一定的塑性，能夠根據(jù)所需的形狀來改變，方便利用。

熱管散熱這一技術(shù)主要是通過熱超導性能，熱管散熱器是新型的導熱技術(shù)能夠結(jié)合空氣對流散熱的優(yōu)點成為一款新型的散熱器。它由熱管、散熱片和風扇等組成，其中熱管是主要部件，散熱片可以把熱量傳遞出來，風扇能夠加快對流。熱管散熱器主要是一種全新的改良版的散熱方式，具有材質(zhì)上輕、效率高、噪音小、方便攜帶的特點，比較適合當前綠色環(huán)保的理念，對于空間小的地方比較適用。

4?結(jié)語

綜上所述，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，人們越來越重視環(huán)保問題，為了應對溫室效應，人們開始制冷技術(shù)的研究，出現(xiàn)了各種制冷方式，其中制冷片制冷是主要的方式。人們使用電子設(shè)備的機會越來越多，散熱問題仍然需要人們繼續(xù)研究。

參考文獻：

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