[发明专利]一种高效散热的光模块TEC装置及使用方法

权利要求书

1.一种高效散热的光模块TEC装置，涉及光模块(1)，其特征在于：包括装配在所述光模块(1)内的TEC总成(2)，所述TEC总成(2)包括上陶瓷盖板(3)、下陶瓷盖板(8)以及一个以上的铜板(4)、P型半导体(5)、N型半导体(6)和N+型半导体(7)；

多个所述P型半导体(5)与多个所述N型半导体(6)逐个错位分布，并均匀间隔排列形成S型回路，所述铜板(4)横向水平设于P型半导体(5)和N型半导体(6)的顶部，形成半导体组，所述N+型半导体(7)水平设于相邻两个所述半导体组之间，所述上陶瓷盖板(3)水平置于多个所述铜板(4)的顶部，所述下陶瓷盖板(8)水平置于多个所述N+型半导体(7)的底部。

2.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述S型回路中，相邻两个所述P型半导体(5)之间设有一所述N型半导体(6)，相邻两个所述N型半导体(6)之间设有一所述P型半导体(5)。

3.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述S型回路中，迎向电源端电流输入方向的一端设置为所述N型半导体(6)。

4.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述半导体组具有多个，呈矩形阵列结构排布在所述S型回路中，所述半导体组包括所述铜板(4)以及间隔固定在所述铜板(4)底面的所述P型半导体(5)、N型半导体(6)，所述N+型半导体(7)水平连接在相邻两个所述半导体组的所述P型半导体(5)/N型半导体(6)与所述N型半导体(6)/P型半导体(5)的底部之间。

5.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述N+型半导体(7)包括呈直板型的通用件(701)、呈L型的电极件(702)，所述通用件(701)具有多个，分别用于横向水平或纵向水平连通相邻两个所述半导体组，所述电极件(702)具有至少两个，分别用于将位于所述S型回路首端及尾端的各所述半导体组中的所述P型半导体(5)或N型半导体(6)连通至电源端。

6.如权利要求5所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述下陶瓷盖板(8)的一端伸出于所述上陶瓷盖板(3)的同一端，两个所述电极件(702)分别镜像贴合于所述下陶瓷盖板(8)的该端部，并分别连通至电源端的正负两极。

7.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述N+型半导体(7)为参杂有高浓度磷的所述N型半导体(6)，所述N+型半导体(7)内的电子处于更高能级的状态，体现为更易失去电子。

8.如权利要求1所述的高效散热的光模块TEC装置，其特征在于：所述铜板(4)、P型半导体(5)、N型半导体(6)和N+型半导体(7)四者金属之间的能级关系为：所述P型半导体(5)所述铜板(4)所述N型半导体(6)所述N+型半导体(7)。

9.一种高效散热的光模块TEC装置的使用方法，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的高效散热的光模块TEC装置，所述方法包括以下步骤：

S1：根据电子的流动方向与电流的流动方向相反这一原理可知，当电流沿顺时针方向输入至所述S型回路时，电子沿逆时针方向输入至所述S型回路中，电子的游动方向依次为：所述N+型半导体(7)→所述P型半导体(5)→所述铜板(4)→所述N型半导体(6)→所述N+型半导体(7)→...→所述N+型半导体(7)，以此顺序循环，反之，当电流沿逆时针方向输入至所述S型回路时，电子沿顺时针方向输入至所述S型回路中，电子的游动方向依次仍为：所述N+型半导体(7)→所述P型半导体(5)→所述铜板(4)→所述N型半导体(6)→所述N+型半导体(7)→...→所述N+型半导体(7)，以此顺序循环；

S2：根据电子在不同能级金属之间的移动而产生的热效应规律：电子从能级低的金属移动到能级高的金属需要吸热，电子从能级高的金属移动到能级低的金属会放热，可知，所述S型回路中电子的放/吸热顺序依次为：放热→吸热→吸热→吸热→放热→...→吸热，以此顺序循环，等效于所述上陶瓷盖板(3)整体表现为吸热制冷，所述下陶瓷盖板(8)整体表现为吸热放热相互交错，既不制冷也不制热，综上，等效于所述TEC总成(2)整体表现为制冷。