半導(dǎo)體制冷器的工作過程不是普通的吸熱過程或者將熱量消耗掉的過程。熱電制冷器在通電之后，它的一面會變冷而另一面變熱。我們可以將半導(dǎo)體制冷器看作一個介質(zhì)為熱的泵，熱量從一面被運(yùn)送到另一面，即被制冷一面的熱量將被傳遞到了另一面--熱端，傳遞的過程完全符合熱力學(xué)過程。由于半導(dǎo)體制冷器的制冷量是隨著冷熱面的溫差增加而減小的，所以半導(dǎo)體制冷器的熱端必須要連接在一個合適的散熱器上，以便釋放掉從冷端傳遞過來的熱量和器件運(yùn)行過程中產(chǎn)生的焦耳熱。

根據(jù)不同的應(yīng)用條件，半導(dǎo)體制冷器需要有不同種類的散熱器與之相匹配，并且，還會有不同的機(jī)械約束條件，使整個設(shè)計過程非常復(fù)雜。由于每種應(yīng)用條件都不相同，很難推薦一種單一的散熱器結(jié)構(gòu)可以滿足大多數(shù)條件。

市場上，有很多種散熱器可供選擇，其中包括自然對流式、強(qiáng)制對流式、和液體冷卻式三種。自然對流式散熱器可以在功率非常低的應(yīng)用條件下使用，特別是當(dāng)小型熱電制冷器的工作電流在2 A以下時。而對于大部分應(yīng)用條件來說，自然對流式散熱器并不能滿足將所需熱量全部排出的要求，這時就需要使用強(qiáng)制對流式散熱器或者液體冷卻式散熱器了。

1、自然對流式散熱：

自然對流式散熱一般只能用在小功率條件下。大部分自然對流式散熱的熱阻值要大于0.5 ℃/W，而且，多數(shù)情況下會達(dá)到10 ℃/W。自然對流式散熱器的安裝位置要滿足兩個條件：a.散熱片的長度方向要沿著空氣流動的方向，垂直方向的操作可以增強(qiáng)自然對流；b.不可以有明顯的物理阻擋妨礙空氣流動。另外，我們還需要考慮到散熱器周圍其他的器件產(chǎn)生熱量，環(huán)境溫度會提高，從而對整體的使用性能產(chǎn)生影響。

2、強(qiáng)制對流式散熱：

強(qiáng)制對流式散熱方法是熱電制冷器中最常見的散熱方法。合格的強(qiáng)制對流散熱系統(tǒng)的熱阻一般維持在0.02~0.5 ℃/W的范圍內(nèi)。許多標(biāo)準(zhǔn)散熱器擠型與合適的風(fēng)扇配合就可以作為完整冷卻系統(tǒng)的基礎(chǔ)。應(yīng)用中，既可以通過風(fēng)扇或鼓風(fēng)機(jī)獲得冷卻的空氣，又可以使空氣從散熱器的長度方向通過，或者通過將空氣朝向散熱器的中心吹入，使其在開口的兩端流出而獲得冷卻。

3、液體冷卻式散熱：

與前兩種散熱器相比，相同體積的液體冷卻式散熱器可以提供最好的性能，通過優(yōu)化設(shè)計，可以得到非常低的熱阻值。典型的液體冷卻式散熱器的熱阻通?？梢缘偷?.01~0.1 ℃/w。簡單的液體冷卻散熱器可以通過將銅質(zhì)渦輪焊接在銅板上得到，或者在金屬塊體上鉆孔使水從中通過。如果想得到更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，也就是更高的性能，可以在銅塊或者鋁塊上加工出精細(xì)的盤旋式水槽，然后用蓋板封閉整個體系。