该装置采用单片机和外围传感器收集半导体工作参数并分析制冷性能，使现有的半导体特征测量实验无法定性分析。

　　定量地说明半导体的生产和制冷特性。器通信并且主计算机分析所收集的数据以获得特征曲线和半导体芯片的参数。键词：半导体晶圆，单片机，特征分析，LABVIEW中热效应引起的温差和电流引起的电效应统称为热电效应，主要包括Seebeck，Peltier和汤姆逊效应[1]是半导体能源生产和制冷的理论基础。贝克效应是由德国物理学家塞贝克于1821年发现的，它指的是由于两种不同的电导体或半导体导体之间的温度差异，两者之间的电压差异现象，12年后发现塞贝克效应。来，法国科学家Peltier发现，当电流进入由两种不同金属组成的电路时，金属节点两侧会有温差，一侧会升温而另一侧会变冷，这样就会这对应于珀耳帖效应。

　　尊重正常工作条件的前提下，这种能源生产模式高效，清洁，无污染，现在用于高效制冷[2]。
　　导体芯片塞贝克效应的工作原理如图1所示。由两种不同金属或半导体材料A和B组成的电路中，当两种材料的温度不同时，它是会产生电流，塞贝克效应。子表现不同在不同的材料时在材料节点的温度是不同的，则电子在两个matériaux.Lorsque电子之间移动移动到一定值时，电动势的代数和n型接触不是零，即产生热电势。节点处的温差不重要时，材料的电性能变化不大，热电动势则与温差成正比[3-4]。果两种材料的接头保持在不同的温度，当材料B断开时，在断裂位置将发生电位差，并且值为：只要两个接头之间的温差不发生。是很大，这种关系是线性的，也就是说是常数，它对应于两种材料的相对塞贝克系数。
　　位为V / K，塞贝克系数是相对系数，正负，取决于材料。

　　耳帖效应当电流施加到由不同导体或半导体组成的环路时，载流子的势能在节点交叉期间发生变化，具体变化与两种材料的节点所代表的材料有关。侧都会有吸热和发热，这与珀耳帖效应相对应[5]。图2所示，P型半导体，N型半导体，三个金属板和电源构成闭环。向环路提供电流时，P型半导体中的空穴从正电极流到负电极并流入金属板。空穴进入P型半导体时，势能变大，通过势垒吸收热量，金属板变冷;当P型半导体孔进入金属板时，势能变低，热量释放，金属板升温。N型半导体的电子从负电极到正电极，并且金属板的电子的势能穿透N型半导体，电子通过势垒吸收热量。属板变冷了; N型半导体的电子渗透到金属板中并变小。量释放，金属板升温[6]。半导体芯片通电时，芯片两侧存在显着的温差，一侧吸收热量而另一侧放热。件设计图3显示了器件的物理结构。于在发电和冷却期间分别测量半导体晶片的参数，因此在仪器的上部和两个极上形成两个用于放置半导体晶片的槽。导体晶片具有矩形形状，其可以连接到槽电极，从而适当地连接半导体晶片。换为了确保半导体芯片两侧之间的温度差异，在外壳的主体中安装了散热器和排气扇，以及信号调理电路和微型电路。于收集半导体工作参数的单片机[7]。
　　器件的流程图如图4所示。开关用于改变器件的工作模式。器件工作在冷却模式时，半导体芯片上电，两侧产生温差。片机利用传感器实时采集半导体两侧的温度和半导体工作电压和电流，并下载到更高的计算机。变电阻器设置改变半导体的工作电压和工作电流，以分析在不同工作条件下半导体晶片的性能。
　　设备在发电模式下运行时，电源为加热恒温器供电，以提供发电的温差。热恒温器的工作温度用于分析半导体在不同工作条件下的功率输出。片机通过传感器收集半导体的侧面。半导体发电的温度差和电压和电流参数下载到主计算机以进行分析和处理。却性能测量模块设计本机使用AC220V DC12V / 24V电源为其供电。
　　设备内部，靠近顶层放置一个20厘米长* 10厘米宽*长的槽形铝制散热器，并在散热器底部安装一个小风扇加热和通风，确保热端散热。外，为了充分利用散热功能，XG-A1导热油脂涂在半导体晶圆的热端和散热片之间，可以在短时间内聚合，并且导热性良好，这允许半导体晶片的散热器随时间消散。冷藏模块，瓷盘滑动变阻器50W /30Ω被串联使用以调节半导体制冷的电压和工作电流，并且滑动变阻器的按钮被放置在壳体的表面上该文书。模块使用5A ACS712电流传感器模块检测电路中的电流。出电压信号可由STM32微控制器通过16位AD7060模数转换器采集，以收集信号和电压在半导体芯片上。外，还使用两个贴片式DS18B20温度传感器分别收集半导体晶片两侧的温度，为确保准确的信息采集，在传感器和半晶片之间应用XG-A1导热油脂。- 导电以确保传热。

　　MCU通过串行端口将收集到的有关温度，电压，电流和其他信息的信息发送到LABVIEW主机，该串行端口将其分析并存储在EXCEL表中，并跟踪电压和电流之间的关系。
　　却电流，温差，冷却电压和电流。[8]发电性能测量模块设计功能采用数字显示智能恒温加热，加热范围为0°C至300°C。定位设计 - 能量产生导体与冷却罐相同：它使用纯铝散热器和XG-A1导热油脂。端热源对冷端温度的影响。外，在回路中增加了一个可调电阻，以研究负载对发电机输出功率的影响。导体发电芯片的电流和输出电压不能同时测量。
　　电的开路研究分开收集。
　　于短路电流，发电机电流较低，该设备使用霍尔电流传感器HBC-AS5将电流信号转换为微控制器必须收集的电压信号。拟到数字转换器AD7060 16位也被用于收集电流信号和voltage.The MCU下载所收集的数据到主计算机hôte.L'ordinateur分析信息和绘制当前短之间的关系电路和开路电压和温差以及相同温度下的开路电压。短路电流的关系，输出功率与温差之间的关系以及输出功率与负载之间的关系[9]。外，半导体晶片的塞贝克系数也可以根据塞贝克原理根据温度差和半导体两端的电压来计算。据采集​​和分析处理模块设计该设备使用串口建立STM32 MCU与LABVIEW主机之间的通信，以确保两者之间的正常通信。
　　须安装VISA功能。位机使用AD7060模数转换器连续收集有关电压，电流和温度的信息。主计算机将标志信号发送到下位计算机时，下位计算机下载所收集的信息。序配置为每0.5S读取一次。息和使用数据点绘制关系曲线，计算机特定的上部示意图如图5所示.LABVIEW处理收集的电压，电流，温度和其他数据并绘制程序绘制开路电压与短路电流和温差之间的关系，输出功率与温差之间的关系以及输出功率与负载的关系。用发电参数以及之间的关系计算相同温度下的开路电压和短路电流与半导体芯片的塞贝克系数之间的关系。却电压和温差，冷却电压和冷却状态下的电流，以及所有写入的数据。式为EXCLE [10]。作示例测量制冷性能这里，使用温差半导体SP1848-27145作为测量演示的示例。半导体晶片放置在图4所示的冷却温度差半导体狭缝中，接通电源开关，并操作开关以在冷却模式下操作该装置。芯片采用DS18B20温度传感器实时采集半导体的冷端温度，并采用模数AD7060。ACS712转换器和ACS712电流传感器实时收集半导体芯片的电压和工作电流，并将它们上传到LABVIEW主机[11]。过分析和处理由主计算机收集的数据获得的冷却电压和电流与冷却温度之间的关系如图6所示。7显示。图6中可以看出，当温度降低时，半导体晶片的冷却速度减慢。图7中可以看出，半导体晶片的内阻在冷却过程中略微增加。且当冷却温度低时需要长的冷却时间。端的较高的发热效率将热量传递给冷端，这会影响冷端的冷却效率。

　　是降低冷却效率的原因之一：不同的半导体具有不同的条件，因此在实际使用中必须保证半导体的热量。
　　热结束，提高冷却效率。电性能的测量已经测试冷却性能的半导体晶片用于测量待测物体的生产性能。被放置在半导体中发电温度如图4所示。旦开关电源被激活，开关就被激活，使半导体工作。式，将加热元件的加热温度设置为恒定温度，STM32微控制器通过霍尔电流传感器HBC-AS5和AD7060模数转换器收集半导体产生的电流和电压，并使用DS18B20用于感测温度的实时半导体，高位置LABVIEW机器分析和两侧的温度传感器处理在不同的加热温度[12]收集的数据，冷库工程绘出了负载电压和电流之间的关系短路和温差，输出功率和温差之间的关系，以及输出功率和负载之间的关系，并在相同的温度下打开。压和短路电流之间的关系如图9和10所示[13]。
　　2同时给出了半导体能量产生参数的记录表，从而分析了半导体能量在温差下的生产效率和能量产生特性，如比塞贝克系数[2]。图8中可以看出，半导体晶片的发电效率与两端之间的温差基本上是线性的，因为该装置在该时刻不测量一次。量不同温度下的发电参数，并在每次测量后冷却半导体晶片。一次测量完成，因此非线性变化没有特别明显的趋势。外，空载电压和短路电流之间的关系表明，当温差增加时半导体内部的电阻略微减小，半导体两端的热交换导体被删除。同材料的半导体因素会有所不同。度差与输出功率之间的关系表明，半导体的输出功率随着两端温差的增加而增加，并且近似为线性，因为温度差异仅相当于电源电压和电流的增加。于固定负载，输出功率将相应增加。
　　果半导体的两侧之间的温度差为约60℃，则测量功率和负载变化之间的关系。图11中可以看出，输出功率增加了少量。着负载的增加而变大，并在达到一定值后跟随充电。加和减少。结设备使用微控制器，外围设备和各种传感器来收集半导体芯片的生成和冷却参数，然后将收集的数据加载到PC。机使用LABVIEW处理电压，电流，温度和其他收集的数据。建立开路电压与短路电流之间的关系以及发电状态下的温差，输出功率与温差之间的关系，功率之间的关系输出和负载变化，开路电压和相同温度下的短路电流，并计算发电参数。导体晶片的塞贝克系数还追踪冷却电压电流与温差，冷却电压和冷却状态电流之间的关系，从而实现定性测量和显示。半导体晶片的定量特性。
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