半導(dǎo)體熱電元件優(yōu)化分析及熱電性能測量電路設(shè)計(jì).pdf

1、半導(dǎo)體熱電材料的性能仿真有利于熱電模塊的優(yōu)化、熱電設(shè)備的設(shè)計(jì)及熱電系統(tǒng)的改良。而熱電材料熱電參數(shù)的準(zhǔn)確測量是材料性能評估、優(yōu)值計(jì)算和材料優(yōu)化改良的前提條件。
　　首先，論文深入分析了在溫差發(fā)電的應(yīng)用環(huán)境中各熱電效應(yīng)的產(chǎn)生機(jī)理。同時依根據(jù)溫度相關(guān)特性，對熱電仿真模型進(jìn)行了分類，并詳細(xì)分析了各熱電仿真模型的構(gòu)建原理和構(gòu)建方程。還對各熱電仿真模型的應(yīng)用情況進(jìn)行了總結(jié)。
　　其次，在溫度相關(guān)模型的基礎(chǔ)上提出了一個熱電元件仿真模型。先

2、采用變步長的分段方式對熱電元件進(jìn)行詳細(xì)的分段，以此提高熱電元件邊緣處熱流量的求解精度；并利用有限差分法求解熱電元件的溫度分布。經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)模型的驗(yàn)證，所提出的熱電元件仿真模型是有效的、可靠的和準(zhǔn)確的。對熱電元件仿真模型與標(biāo)準(zhǔn)模型的性能仿真和性能預(yù)測進(jìn)行了比較，結(jié)果表明，熱電元件仿真模型在性能仿真與性能預(yù)測方面比標(biāo)準(zhǔn)模型更為準(zhǔn)確，更符合實(shí)際應(yīng)用情況。
　　然后在熱電元件仿真模型的基礎(chǔ)上，擴(kuò)展為熱電模塊的仿真模型。對熱電模塊的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行深

3、入討論，分別對熱電模塊的陶瓷層熱阻、熱電模塊內(nèi)部的熱對流與熱輻射和熱電模塊內(nèi)部的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析。結(jié)論發(fā)現(xiàn)陶瓷層的熱阻、熱電模塊內(nèi)部的熱對流與熱輻射均會降低熱電模塊的熱電性能，而增加熱電模塊熱電臂的高度會降低熱電模塊的輸出功率，反而增加熱電模塊熱電臂的橫截面積會提高熱電模塊的輸出功率。
　　最后針對熱電材料電阻率測量時，電阻率跨度范圍大，且受焦耳熱與珀?duì)栙N熱影響的問題，利用LabVIEW和硬件控制電路構(gòu)建專用的恒流源和測量系統(tǒng)