TEC がどのように機能するかをより深く理解するために、まずその内部構造を見てみましょう。 TEC の核となるのは半導体熱電対 (グレイン) で、一般に P 型と N 型に分けられます。
熱電対に直流電流を流すと、P型とN型の半導体粒子（P型（ホウ素などの正孔を有する3価の元素がドープされたもの）は正孔を介して電気を伝導し、プラスに帯電します。N型（リンなどの5価の元素がドープされたもの）は電子によって電気を伝導し、マイナスに帯電します。）
コールドエンドでは、キャリアは低いエネルギーレベルから高いエネルギーレベルにジャンプします。エネルギーレベルの移行プロセス中に熱が吸収され、冷却効果が得られます。一方、ホットエンドのキャリアが再結合するとエネルギーが放出され、発熱現象が発生します。直流電流を逆方向に流すと、冷却効果が加熱に変わります。
PN 接合は、導電層を介して熱電対を形成し、TEC の中核となる構造コンポーネントです。単一の熱電対で、電源投入後に冷却または加熱の機能を実現することもできます。
次の図に示すように、熱電対の両端に熱伝導体が追加され、完全な TEC が形成されます。 TEC に電力が供給されると、上面が熱を吸収します。これはコールドエンドと呼ばれ、吸収された熱は Q0 です。下面は熱を放出し、高温面と呼ばれます。放出される熱は Q1 です; Q1= Q0+Qtec
吸熱と放熱による上下面の温度差はΔT，ΔT=T1-T0
日常使用では、TEC は通常、複数の PN 接合ペアで構成されます。より大きな冷却能力または温度差を実現するため。
記事を読んだ後は、黒板にもう一度注目してください。
Q: コールドエンドで吸収される熱 Qc とホットエンドで放出される熱 Qt の間にはどのような関係がありますか?
A: Qc=Qt-Qtec。
Q: コールドエンドとホットエンドがそれぞれ熱を吸収したり放出したりするのはなぜですか?
A: コールドエンドでは、キャリアは低いエネルギーレベルから高いエネルギーレベルにジャンプします。エネルギー準位の遷移の過程で熱が吸収され、冷却効果が得られます。一方、ホットエンドのキャリアが再結合すると、エネルギーが放出され、発熱現象が発生します。
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