冬天撥出白氣是什麼物態變化過程
在電晶體結構中，有一種很有意思的新架構叫自冷電晶體P-NPN。它就是利用半導體致冷的原理，在電晶體的外延增加一個P材料，當電子從集電極N材料流向新加的P材料時，他們之間的金屬連線處會產生湯姆遜和帕爾貼吸熱效應，這就是新結構的神奇之處。
實質原因是N材料的電子能級比P材料的能級低，當電子從N材料跑去P材料時，它需要在外界獲得若干單位的能量。這就是吸熱效應的底層原理。下圖是在P-NP結構的LED發光管中電子能級的變化。
很多搞過半導體致冷的工程師納悶，吸熱後在哪裡放熱呢？其實半導體致冷中吸熱後的熱量是以電子能級的形式傳遞走的，不是一般的熱傳導效應，電子能級本身不會引致材料升溫。它會在電子能級降低的其他材料連結面才會放熱。只要你不需要它放熱，它不會干擾你的溫度管理。
你如果對此結構有興趣，你可以用一個很簡單電路來驗證它的有效性。只需要把兩個場效電晶體的漏極散熱片貼在一起，按下圖連線好電路，然後拿溫度計檢測漏極散熱片的溫度，你就能驗證它是否是故事。
當你發現它能有效工作，那在一般的甲類功率放大器中，你完全可以拿一個P溝道的功率場效電晶體，比如IRFP9240等，如下圖來連線電路，你會驚奇地發現，它的發熱沒有原先大。這樣你就可以調整為更大的靜態電流，把功放的功率盡力壓榨出來。
如果覺得這個玩法不錯，不妨把製作心得釋出上來和大家一起交流！
這個P-NPN自冷電晶體結構本來是一個已授權的發明專利，但由於權利人放棄權利，目前該技術已經開源，成了全電子產業的福音。它可以廣泛用在大功率電晶體、LED、積體電路等生產上，發熱量有明顯的改善，器件壽命明顯延長。