1.N型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體中摻入五價雜質(zhì)元素，例如磷，可形成N型半導(dǎo)體,也稱電子型半導(dǎo)體。
因五價雜質(zhì)原子中只有四個價電子能與周圍四個半導(dǎo)體原子中的價電子形成共價鍵，而多余的一個價電子因無共價鍵束縛而很容易形成自由電子。在N型半導(dǎo)體中自由電子是多數(shù)載流子,它主要由雜質(zhì)原子提供;空穴是少數(shù)載流子, 由熱激發(fā)形成。
提供自由電子的五價雜質(zhì)原子因帶正電荷而成為正離子，因此五價雜質(zhì)原子也稱為施主雜質(zhì)。
2.P型半導(dǎo)體
在本征半導(dǎo)體中摻入三價雜質(zhì)元素，如硼、鎵、銦等形成了P型半導(dǎo)體，也稱為空穴型半導(dǎo)體。
因三價雜質(zhì)原子在與硅原子形成共價鍵時，缺少一個價電子而在共價鍵中留下一空穴。P型半導(dǎo)體中空穴是多數(shù)載流子，主要由摻雜形成;電子是少數(shù)載流子，由熱激發(fā)形成�？昭ê苋菀追@電子，使雜質(zhì)原子成為負(fù)離子。三價雜質(zhì)因而也稱為受主雜質(zhì)。
3.PN結(jié)
在一塊本征半導(dǎo)體的兩側(cè)通過擴(kuò)散不同的雜質(zhì),分別形成N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體。此時將在N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體的結(jié)合面上形成如下物理過程：
因濃度差
多子的擴(kuò)散運(yùn)動®由雜質(zhì)離子形成空間電荷區(qū)
空間電荷區(qū)形成形成內(nèi)電場
內(nèi)電場促使少子漂移 內(nèi)電場阻止多子擴(kuò)散
最后，多子的擴(kuò)散和少子的漂移達(dá)到動態(tài)平衡。在P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的結(jié)合面兩側(cè)，留下離子薄層，這個離子薄層形成的空間電荷區(qū)稱為PN結(jié)。PN結(jié)的內(nèi)電場方向由N區(qū)指向P區(qū)。
PN結(jié)加正向電壓時的導(dǎo)電情況如圖所示。
外加的正向電壓有一部分降落在PN結(jié)區(qū)，方向與PN結(jié)內(nèi)電場方向相反，削弱了內(nèi)電場。于是，內(nèi)電場對多子擴(kuò)散運(yùn)動的阻礙減弱，擴(kuò)散電流加大。擴(kuò)散電流遠(yuǎn)大于漂移電流，可忽略漂移電流的影響。而實(shí)際上電子在通過電場后勢能產(chǎn)生變化，能量轉(zhuǎn)換為各種形勢的表現(xiàn)，而熱量的吸收與散發(fā)都是其表現(xiàn)的一個方面。而半導(dǎo)體制冷片的工作原理實(shí)際上就是通過定向電流將熱能定向搬運(yùn)的過程。
總結(jié)：
通過上述大家應(yīng)該已經(jīng)比較清晰的了解了半導(dǎo)體的制冷過程以及原理，實(shí)際上也并非很玄乎的東西，畢竟其現(xiàn)象早在19世紀(jì)就已經(jīng)被人發(fā)現(xiàn)。但是要將理論用到成品生產(chǎn)供人使用卻不是一件簡單的事情，其中涉及到材料科學(xué)等更為多樣化的專業(yè)知識。在應(yīng)用于CPU散熱器的設(shè)計中，制冷片還要應(yīng)付更多的問題，譬如溫控、除濕等。隨著技術(shù)的成熟，半導(dǎo)體制冷還是很有前途的，只是目前的應(yīng)用似乎有點(diǎn)超前了。
