Question

1．半導(dǎo)體材料有P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體兩種，除了可以用于各種電子元器件外，還可以用制冷材料．如圖是一個半導(dǎo)體制冷單元的原理圖，P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體的上端和銅片A連接，下端分別與銅片B連接后接到直流電源的兩端，此時電路的電路流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會從空氣吸收熱量，銅片B會向空氣放出熱量；反之，改變直流電源的正負(fù)極方向，使電流方向從P型半導(dǎo)體經(jīng)銅片A流向N型半導(dǎo)體，這時銅片A會向空氣釋放熱量，銅片B會從空氣吸收熱量．由于半個制冷單元制冷量小，為了滿足實際需要，需要多個制冷單元同時工作．（注：交流電源大小方向隨時間變化）
請回答下列問題
（1）如圖，若要使一個電冰箱內(nèi)的溫度下降，銅片A置于電冰箱的箱內(nèi)，銅片B置于電冰箱箱外（前兩空選填“箱內(nèi)”、“箱外”），這就是半導(dǎo)體冰箱的工作原理，若將圖中的電源換成交流電源，此時電冰箱能否正常制冷？
答：不能．
（2）若將圖中P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體位置互換，其它條件不變，則銅片A上表面空氣的溫度將升高．

Answer 1

分析 （1）圖中電路的電流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)A流向P型半導(dǎo)體；交流電源的電流方向是變化的，這樣吸熱和放熱的狀態(tài)就會不斷改變，不能使吸熱的部分恒定保持吸熱狀態(tài)，不能使放熱的地方恒定保持放熱狀態(tài)，不能起到制冷的作用．
（2）通過閱讀材料可知：當(dāng)電流從N型半導(dǎo)體經(jīng)A流向P型半導(dǎo)體時，銅片A會從空氣吸收熱量，銅片B會向空氣放出熱量，電流從P型半導(dǎo)體經(jīng)A流向N型半導(dǎo)體，這時，銅片A會從空氣放出熱量，銅片B會向空氣吸收熱量．

解答 解：（1）圖中電路的電流方向是從N型半導(dǎo)體經(jīng)A流向P型半導(dǎo)體，銅片A會從空氣吸收熱量，銅片B會向空氣放出熱量，故要使一個電冰箱箱內(nèi)的溫度下降，銅片A置于電冰箱箱內(nèi)，銅片B置于電冰箱箱外，這樣熱量就會電冰箱的箱內(nèi)搬到箱外．交流電源的電流方向是變化的，這樣吸熱和放熱的狀態(tài)就會不斷改變，不能使吸熱的部分恒定保持吸熱狀態(tài)，不能使放熱的地方恒定保持放熱狀態(tài)，不能起到制冷的作用．故不能把電源換成交流電源．
（2）通過閱讀材料可知：當(dāng)電流從N型半導(dǎo)體經(jīng)A流向P型半導(dǎo)體時，銅片A會從空氣吸收熱量，銅片B會向空氣放出熱量，電流從P型半導(dǎo)體經(jīng)A流向N型半導(dǎo)體，這時，銅片A會從空氣放出熱量，銅片B會向空氣吸收熱量．只將圖中P型半導(dǎo)體與N型半導(dǎo)體位置互換，電流從P型半導(dǎo)體經(jīng)A流向N型半導(dǎo)體，這時，銅片A會從空氣放出熱量，故A上表面空氣溫度將升高．
故答案為：（1）箱內(nèi)，箱外，不能；（2）升高．

點評 半導(dǎo)體材料的導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和非導(dǎo)體之間，比導(dǎo)體差、比非導(dǎo)體強，具有一些特殊的物理性質(zhì)，溫度、光照、雜質(zhì)等因素都對它的性能有很大影響．常見的半導(dǎo)體材料有硅、鍺和砷化鎵等．用半導(dǎo)體材料可以制造半導(dǎo)體二極管、二三極管和集成電路等多種半導(dǎo)體元件．