什么是TEC？SOA半導(dǎo)體光放大器中TEC所起的作用

什么是TEC

TEC即半導(dǎo)體致冷器，是英文Thermo Electric Cooler的縮寫。它是利用半導(dǎo)體材料的珀?duì)柼?/span>Peliter）效應(yīng)制成的。所謂珀?duì)柼?yīng)，是指當(dāng)直流電流通過兩種半導(dǎo)體材料組成的電偶時(shí)，在電偶的兩端即可出現(xiàn)一端吸收熱量，一端放出熱量的現(xiàn)象。所以TEC也被叫做熱電制冷器。

TEC的工作原理

TEC的最小單元是由一對（組）N型和P型半導(dǎo)體加連接電極（燒結(jié)點(diǎn)）組成，連接電極形成冷端和熱端（見圖1）。在外加電場作用下，電流能夠?qū)⒃诎雽?dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生的熱量從TEC的一端帶到另外一端，在TEC上產(chǎn)生″熱″側(cè)和″冷″側(cè)。而當(dāng)電流方向翻轉(zhuǎn)時(shí)會導(dǎo)致TEC冷熱端面切換（見圖2）。這就是TEC的加熱與致冷原理。

圖1

圖2

TEC的結(jié)構(gòu)組成

TEC熱電制冷器的組成包括內(nèi)部半導(dǎo)體P極、半導(dǎo)體N極和導(dǎo)電金屬，以及頂層底層溫度交換用的陶瓷基板所組成。單個(gè)熱電制冷對的制冷能力有限，TEC一般有十幾到幾十個(gè)制冷對組合而成（見圖3）。通過控制電流方向，TEC既可以制冷又可以制熱，實(shí)現(xiàn)優(yōu)于0.1℃的溫度控制穩(wěn)定性。

TEC的特點(diǎn)

TEC具有無噪音、無振動(dòng)、無需制冷劑、體積小、重量輕等特點(diǎn)，工作可靠，操作方便，制冷制熱快，調(diào)節(jié)方便，溫度控制精確。但是，它的制冷系數(shù)相對較小，功耗相對較大，因此主要用于冷耗小，占地面積小的場合，例如電子設(shè)備和無線電通信設(shè)備中某些組件的冷卻。

光器件內(nèi)部用小型TEC的特點(diǎn)

1、小尺寸：光器件中的TEC尺寸都很小，其中熱電對的3邊尺寸都要小于0.5mm。

2、高制冷效率：制冷量與輸入TEC總功率的比值是制冷效率。制冷效率越高，抽走相同熱量所消耗的TEC功耗也就越少，光器件功耗也就越小。

1. 高可靠性：帶TEC的光器件都是很昂貴的，很多用在傳輸網(wǎng)，要求電信級可靠性。

現(xiàn)光器件使用的TEC多數(shù)還要從日本、美國和俄羅斯進(jìn)口。

小型半導(dǎo)體制冷片TEC的技術(shù)參數(shù)：

1、Dtmax（K）：當(dāng)TEC通過最大電流，同時(shí)，TEC加載的熱量為零時(shí)，TEC兩端所達(dá)到的最大溫差。

2、Qcmax（W）：當(dāng)冷熱面溫差為0℃時(shí)，熱電冷卻器能夠轉(zhuǎn)移的熱量。

3、Imax（A）：TEC允許通過的最大電流。

4、Vmax（V）：TEC通過最大電流時(shí)，TEC兩端的電壓。

5、RAC（Ohm）：TEC的電阻。

SOA為什么要用TEC控溫

1、溫度變化會引起SOA芯片中心波長的漂移。溫度越高，中心波長會向長波方向移動(dòng)。

2、溫度變化會引起SOA芯片增益譜的變化。溫度越高，輸出光功率會減小。

3、溫度變化還會引起SOA熱噪聲的起伏。溫度越高，熱噪聲越大。

4、高溫還會影響SOA芯片的壽命。高溫會加速SOA芯片的老化，老化會造成SOA輸出光功率的降低。