Материаловедение и материалы электронных средств. Фролова Т.Н. - 38 стр.

      Эффект Томсона состоит в выделении или поглощении тепла в
проводнике, обусловленном градиентом температуры, при прохождении
тока. Если направление внешнего поля Е совпадает с направлением внут-
реннего, обусловленного градиентом температуры, термоэлектрического
поля Eα, то проводник охлаждается. Направление внешнего поля против
внутреннего поля приводит к выделению в проводнике тепла, дополни-
тельного к ленц-джоулевым потерям.
      Выделение тепла dQT за время dt в объеме dV, обусловленное гради-
ентом, определяется соотношением
                           dQT = −τ ⋅ ∇T ⋅ j ⋅ dV ⋅ dt ,                  (4.27)
где j – плотность внешнего тока, А·м-2 , τ – коэффициент Томсона, В·К-1.
       Абсолютная дифференциальная термоЭДС α и коэффициент Томсо-
на связаны
                                τ = T ⋅ ∂α .                         (4.28)
                                        ∂T
       Выбор материала для термопар, термоэлектрических генераторов и хо-
лодильников осуществляется по величине параметра эффективности Z, К-1,
который для однородного материала задается соотношением
                                  α 2σ
                              Z=       ,                      (4.29)
                                   λ
где λ – коэффициент теплопроводности материала, В·(м·К)-1.
      Параметр эффективности контактного термоэлектрического преоб-
разователя
                                                  2
                              ⎡                           ⎤
                              ⎢                           ⎥
                              ⎢         α 2 − α1          ⎥
                        Z =⎢              1
                                                          ⎥ ,
                                                        1 ⎥
                                                                          (4.30)
                              ⎢
                              ⎢ ⎛⎜ λ 1 ⎞⎟ 2 + ⎛⎜ λ 2 ⎞⎟ 2 ⎥
                              ⎢⎜ σ ⎟           ⎜σ ⎟ ⎥
                              ⎣⎝ 1 ⎠           ⎝ 2⎠ ⎦
где λ1 и λ2 – коэффициенты теплопроводности контактируемых материалов.
       Высота потенциального барьера p-n перехода, или контактная
разность потенциалов в равновесном состоянии,
                  kT ⎛ p p 0 ⎞ kT ⎛⎜ nn 0 ⎞⎟ kT ⎛⎜ ρi 2 (b + 1) 2 ⎞⎟
            Vк0 =   ln⎜      ⎟=         ln          =       ln       , В, (4.31)
                   l ⎜⎝ pn0 ⎟⎠ l ⎜⎝ n p 0 ⎟⎠ l ⎜⎝ ρ p ρ nb ⎟⎠




                                       38