散热基数原理(1)
晨怡热管
2006-12-31 0:17:21
什么是N型和P型半导体呢？感兴趣的朋友可以继续看，不感兴趣的朋友您可以跳过这段直接看下一页“如何选购和安装半导体致冷器”。
N型半导体，任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为N型半导体。
P型半导体，是靠“空穴”来导电。在外电场作用下“空穴”流动方向和电子流动方向相反，即“空穴”由正板流向负极，这是P型半导体原理。
载流子现象：N型半导体中的自由电子，P型半导体中的“空穴”，他们都是参与导电，统称为“载流子”，它是半导体所特有，是由于掺入杂质的结果。
半导体制冷材料：不仅需要N型和P型半导体特性，还要根据掺入的杂质改变半导体的温差电动势率，导电率和导热率使这种特殊半导体能满足制冷的材料。目前国内常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金，其中P型是Bi2Te3—Sb2Te3，N型是Bi2Te3—Bi2Se3，采用垂直区熔法提取晶体材料。
目前市场上大约有40种不同尺寸规格的半导体制冷器大量现货供应，适用于CPU、3D显示卡、高速硬盘、芯片等，轻松地把温度降到零度！
经我们初步实验，在不接CPU的时候，冷面温度可达零下15度！这个时候功耗也将达到最大值！最差情况下，把烫手的CPU、显卡芯片降到20度以下是没问题的。不过你一定要注意风扇的散热和良好的通风啊！
制冷器型号繁多，适合不同之用途，现将选择方法介绍给大家：
▲选型要诀一：制冷片的参数有下面几个：
功率：电源2v～15v，消耗电流3A-25A，最大功耗高达120W！一定要用400W的机箱电源或是另外用其它电源，防止烧毁！
最大温差：冷面/热面的最大温度差，都在65～68度之间；
最大电压：允许加的最大电压一般在0.8～15.4伏，超过这个电压不但不能制冷反而会制热！外形尺寸越小，这个允许电压也越小，跟厚度关系不大。
制冷功率：当然越大越好，外形尺寸越大，制冷量越大，相同尺寸，一般是厚度越薄，制冷量越大，相应的电流也越大。不同型号的制冷量从0.8～120瓦！
▲选型要诀二：确定外形尺寸。大多数是方形从15x15mm到40x40mm，可根据不同芯片的大小来定。还有厚度问题，从3.2～4.5mm，由于制冷片要夹在芯片和散热片中间，所以如何固定要事先考虑好。
▲选型要诀三：确定制冷量。根据芯片的发热功率来选。比如早期的奔腾芯片，自身功耗达13w，那么理论上说只要有一个制冷量为13w的制冷片就可以把奔腾发出的热量全部吸收！实际上，大型制冷片的制冷量可高达40～68w！所以绝对能把CPU的热量吸得一干二净，哈哈哈！当然，代价是要给它提供足够的电源功率和良好的散热环境。
选购完了自然就要安装了，由于现在市面上基本没有现成的针对CPU的半导体制冷设备，就需要我们充分发扬DIY精神来自己做一个了。下面我就把制作以及安装过程中的一些重点和注意事项给大家介绍一下。
第一、不要搞错冷热端，要不然，您就等着给您的CPU收尸吧，分辨冷热端的方法很简单，通电以后摸一下就知道了。
第二、半导体制冷快的热端一定要有良好的散热，因为它的冷端温度决定于它的热端温度，而且半导体制冷块是有一定的正常工作温度的，超出的话，就会烧毁。所以，半导体制冷快的热端要加装散热风扇或是水冷式散热器。
第三、半导体制冷块的冷端不可以直接接触CPU表面，中间要放置辅助散热片，因为半导体制冷块的冷端一般都要比CPU的核心大不少，需要用辅助散热片把热从CPU的核心传导到半导体制冷快的冷端，有利于充分利用半导体制冷块。
第四、半导体制冷块最好另外接电源，一是因为它的功率比较大，二是因为半导体制冷块需要开动一段时间才可以产生温差，如果另接电源的话可以在开机之前，先开动制冷块，为CPU提供一个非常好的低温环境。
第五、小心“结露”现象发生，半导体制冷块的冷端达到足够冷的时候，空气中的水蒸气就会在其表面凝结成为水滴。北方的朋友可以比较放心，这种现象在北方不太容易发生，南方或是气候比较湿润地区的朋友可要注意了，如果水滴流到您的主板或是CPU上的时候，呵呵，到时候您可不要说我没有提醒过您哟。
第六、各部分相接触的地方都要涂导热硅胶。
装好以后应该是这个样子的，如下图。
“热管”--一个神秘又新鲜的技术，对于每个超频和电脑爱好者来说，这门技术在大家的心目中，肯定是一项新生技术。在这个CPU散热器需要“安静”的电脑世界里，似乎不用风扇的散热器是比较受欢迎的。例如，思民(Zalman)公司所推出的无声散热器系列，就是采用了无CPU风扇，完全是靠机箱风扇或者是机箱对流过的空气来代替CPU风扇的。其实，热管散热器的原理也跟这个构思并没有多大的出入。
对于热管的来历，想必大家也想了解一下吧？这里就简单的介绍一下，根据以往的记录，1963年，George M.Grover科学家第一个发明并且成功的制造出了热管。不过，通用汽车就早在1935年就申请了类似于这种元件的专利(这个也是历史记载，至于是真是否，大家可以去查证一下)。直到20世纪的60年代，热管才普遍的受到人们的重视，逐渐成为一种提高传热效率的元件，热管受到了众多国家的重视。在这之前，热管的造价也是相当的昂贵。在20世纪80年代之前，热管的客户还是政府、卫星上的系统等等一些高端科技和重要部门的身上，所以，对于广大的电脑爱好者的消费者来说，买热管是属于比较奢侈的做法。但是，到了20世纪80年代，作为高端电子产品的散热设备，热管逐渐被市场接受。随着热管在这个大家的心目中普及，增长的需求降低大大降低了热管的制造成本(毕竟物以稀为贵，既然是热门产品，当然就便宜了，例如我们所使用的CPU)。降低成本后的热管就使得散热设备的设计者们可以将热管应用于更多的产品中。到了近期的十多年，热管开始被用于大量的家用电器，当中也不乏CPU散热器的开发。
从上面的图片我们可以清楚地看到贯穿整个散热器的四根热导管。这种导管并不是普通的实心管，里面填充了特制的液态导热介质。具体的工作原理是这样的：热管两端产生温差的时候，蒸发端的液体就会迅速气化，将热量带向冷凝端，速度非常快。两端温差越大，蒸发速度越大。在极端的情况下，蒸发速度可能可以接近音速。液体在冷凝端凝结液化以后，通过毛细作用，流回蒸发端。如此循环往复，不断地将热量带向温度低的一端。水--气之间的相变反应，使热管的热传导效率比普通的纯铜高数十倍，甚至上百倍。应用这种方式可以用极快的速度将热量从热管的底部导到热管的顶部。这种极佳的导热性能，可以使热量不会在发热部位堆积，而是均匀地散发到了散热器的各个散热翅片上，极大的提高了散热片的导热性能。
热管技术充分体现了未来散热器的发展趋势：散热效果好，噪音低，使用寿命长。目前唯一要解决的就是价格问题，随着技术水平的提高，大规模工业生产，热管必将成为未来主流散热器产品，是下一代散热器的首选技术。
液氮散热法目前在国外比较流行，那些外国“大虾”喜欢用液氮这种危险的东西冷却被疯狂超频后的CPU，但其效果是非常理想的。但不管怎样，零下一百多度的液态氮可不是好玩儿的。
一工作原理
降温软件的工作原理其实很简单，因为一般我们在使用文字处理软件或是上网时，会占用到很少CPU的资源。而散热软件可以让CPU在没有工作或是工作比较清闲的时候，让CPU休息一会，这样一来CPU耗电量就会减少，相对的温度就会降低啦！
二、深入解释
不如让笔者再解释完整一点，如果要让CPU在不需要使用的时候休息，那么就得设计并安装一套CPU控制软件在操作系统中，并让它取得最优先的权限。接下来它需要不断地监视CPU的外来指令(也就是呼叫CPU工作)，如果没有，那么它会呼叫一个HLT指令，此项指令就是使CPU进入暂停模式，这样CPU就会暂时停止运作。如果你学过基本的程序设计(如BASIC、PASCAL、C++)，那么你应该就很容易知道它是怎么去设计并执行的。
如果这个监视程序侦测到有外来指令时，那么它就会叫醒CPU，使其恢复处理工作。而此监视程式同时继续不断地监视着CPU是否有接受外来的指令，而当没有的时候，就再让CPU进入暂停模式了。
工作原理很简单，而且以软件来操控CPU处于工作或是暂停模式，是不会有坏处的。而且您也不用担心它的切换速度不够快，它可是在很快的时间之内完成切换的动作喔！而这样的程序一定得取得最优先的权限，否则就失去它的工作意义。事实上Windows操作系统是多么地不重视CPU的效率问题！只可惜目前的Windows98或95并没有内建这样的功能，所以身为玩家的我们必须另外安装这样的软件。
目前较常见的这些降温软件有三种；分别是CPU Idle、Rain、Waterfall Pro。CPUidle是最先设计出来的降温软件，而另外两者则是较晚推出的软件。其实这些程序的基本工作原理都差不多，差别是在于它们如何取得最优先权与手段。另外还有一些主板厂商所设计出来的降温程序，如微星的Soft Cooler II等等。它们也是很棒的降温软件(不过在使用前请注意一下它们是否可以适用在您的主机板上)！
安装降温程序前要先注意的是这些软件是否支持您的CPU，基本上您的CPU它们会支持，只不过是一但新的CPU推出时，如果这些软件没有升级的话，那么可能就不能工作喔！
三、重点说明
如果您光只想靠软件降温的方法是行不通的，毕竟它只能当作降温的辅助工具。因为当CPU在超频时，如果它正处于忙碌状态时，降温系统就帮不上忙了。所以想超频还是得靠风扇或是水冷系统等硬件来帮忙，这样才能彻底解决CPU工作所产生的高温问题！
遥想当年，在486时代，散热风扇还不曾被当作单一的产品来出售，因为当时的cpu几乎不需要散热设备，至多是在cpu上加装一个散热片，就可以正常工作了。但是当步入'奔腾'时代后，我们发现cpu越来越热了，几乎所有的cpu都被加上了散热风扇，否则系统会无法正常工作，加之广大DIY爱好者一般都对CPU进行了超频使用，CPU散热的问题就摆在了我们每个人面前了。提到CPU，我们就不得不说说CPU的两大阵营：INTEL和AMD，INTEL的产品在发热量上给人的感觉一向是不温不火的，发热量不太高，超频能力强，一般的风扇都能对付，而AMD方面呈现给大家的就是一颗火热的'芯'了，从K5系列起AMD的CPU的发热量一直是居高不下，到目前的毒龙系列，其性能价格比固然非常的好，但发热量更是惊人，如果散热不当的话，你的系统就犹如坐在火山口一般了。加之目前正值盛夏，CPU烧毁的消息决不是耸人听闻的。
一般来说，在CPU的外部温度上升到50度时，系统就会极其的不稳定，而Windows系统更别提了，有时不断的报错，更有甚者是干脆就死机算了。这时CPU内部的温度一般已经达到了80度的高温。这个温度可以说是个警戒线了，如果温度在升高的话是比较危险的，此时如果是散热不当的话，加强散热是很必要的。如果是超频超到这个份上的话，还是早些收手吧，不然的话你的CPU迟早会光荣牺牲的。
关于CPU的散热设备可以说是种类最多的了，象什么风冷、水冷、半导体冷却、甚至更为疯狂的液氮制冷等等不一而足。但是对于我们一般消费者来说最常用的当然是使用散热风扇的风冷的方法了，下面我们就来看一看散热风扇安装和保养的一些知识：
散热风扇的安装
散热风扇一般是靠金属弹片固定的，弹片的松紧程度一般可以调节，如果并未使用内核裸露在外的CPU，则应该用尽可能紧密的方式安装散热风扇，否则有可能因为散热片不能与CPU表面充分接触而引起散热效率的降低和振动现象的发生。在使用中发现，如果新安装的散热风扇在使用数天后效能降低，通常是弹片轻微滑脱的结果，比如档片向上滑了一挡等。所以在安装风扇时不能因为怕费力而马虎了事，一定要尽其所能保证紧固。另外安装时要注意不要用力过猛，以免压坏CPU或损坏CPU插座附近的元件和电路。
还有一点非常的重要，那就是安装散热风扇时最好在散热片与CPU之间涂导热硅脂(这一步经常在装机器时被忽略掉)。我们应该认识到，导热硅脂的作用并不仅仅是把CPU所生产的热量迅速而均匀地传递给散热片，在很多时候，硅脂的作用是填充散热片下表面与CPU表面之间的细小缝隙，从而最大限度的增加散热片与CPU的接触面积，使散热效果达到最佳。好多时候，我们所遇到的散热效果不佳的情况，不是因为风扇不够劲，而是由于没有涂导热硅胶。
另外，因为硅脂具有一定的粘性，在固定散热片的金属弹片轻微老化松动的情况下，可以在一定程度上使散热片不至于与CPU表面分离，维持散热风扇的效能。
硅脂的使用原则是能少则少，在CPU表面上滴上一点后用手指抹均匀即可，否则不仅容易使机箱内部肮脏，也有可能造成漏电故障。
散热风扇的保养和维护
CPU散热风扇存在吸入灰尘的副作用，较多的灰尘不只阻碍散热片的通风，也会影响风扇的转动，所以散热风扇在使用一段时间以后需要进行清扫。清扫时需要先把散热片和风扇拆开，散热片可以直接用水冲洗，对于风扇以及散热上具有粘性的油性污垢，可用棉签或者镊子夹持布片或少量棉花擦拭干净。
如果散热风扇经过半年到一年左右的正常运转之后噪音异常增大，一般是因为风扇内部润滑油消耗殆尽所致，需要给风扇轴心加注润滑油。CPU散热风扇对润滑油的种类没有什么要求，常见的润滑油都可使用，但不要使用黏度大的润滑脂，否则风扇会转动不灵。从散热片上卸下风扇，打开底面油封(一般是一片黑色塑料片)，便可以看到风扇的轴心，加油时可用镊子或牙签之类具有细小尖端的物品蘸取滴入，油液至轴深度的一半即可，不要太多。加油后马上贴好油封以防润滑油挥发，倒置一段时间，待润滑油渗入轴承内部后，再将其固定到散热片上，风扇就可重新使用了。
(有关散热风扇的选择、选购方面的知识，请详见本专题其它相关文章。)
接下来让我们关注一下电脑机箱里的另一大热源--显卡。最新一代的显卡上市后，电脑用户纷纷发现，显卡的整体性能的确相对于原来的产品有了大幅度的上升，显示效果的确是有了质的飞跃，但是另一方面显卡芯片的温度也在突飞猛进的提升着。象镭、GeForce4等这样发热量高的显卡，即使是在冬天仍旧会热得烫手，可以煎鸡蛋的比喻实不为过。
目前，显卡生产厂商为了提高显卡的运行效果和速度，将显卡芯片的集成度提高到了一个夸张的境界，就拿刚刚推出的Geforce3来说，其内建的电晶体数多达5700万个，是目前CPU的2倍！它的发热量也可想而知了。这使得我们不得不面对一个新的问题：显卡的散热问题。
我们看到在不少显卡上厂商已经加装了散热风扇，但是这种散热风扇很少能够真正的起到良好散热的效果，毕竟为了控制显卡的成本，有些东西能省就要省了，很多电脑用户在游戏的时候出现死机、蓝屏的现象，还有很多的电脑发烧友在超频使用显卡时出现花屏，贴图错误的情况有很大一部分原因就是由于显卡散热不良造成的。所以，如果您的也出现了类似的现象的话，额外加装或改装一个专用的显卡散热风扇就显得很必要了。
风扇分类：
目前市场上显卡的散热风扇可谓五花八门，不过基本可以分为两类：普通风扇和滚珠风扇。普通风扇是利用油来起到润滑的作用，其缺点是风力小、寿命短、噪音大。由干其运转时间不长，很容易就导致显卡因过热而死机，严重时还有烧毁显卡芯片的可能，不过由于价格低廉所以劣质显卡一般都爱选用；而滚珠风扇是利用多个钢珠来作为减小磨擦的介质，所以其特点是风力大、寿命长、噪音小且不用加润滑油，名牌大厂的显示卡上一般都能见到它的踪影，不过相对于普通风扇来说，它在价格上就会贵上一些。
风扇外形：
现在的散热风扇外形一般为正方形，当然某些显卡也会有例外，如耕异Geforce2显卡的散热风扇的外形就是一个涡轮式的外形。不过目前还没有足够的证据说明外形的差异对散热会产生影响。
风扇大小：
散热凤扇的大小对于能否对显示芯片进行最佳散热起着很关键的作用。具体来讲，风扇底面积的大小比所要安装的显示芯片上的面积大是最好的，如果在选购时看到显卡上的散热风扇做得过于"小巧玲拢"那可未必是件好事，尤其是您发现某些风扇底面积大小与显示芯片大小丝毫不差之时我劝您还是"另寻新欢"吧！
叶片设计：
现在显卡散热风扇的叶片大多采用七叶或九叶涡轮式设计(形如潜水艇的螺旋桨)，在散热的时候效果不错。不过ATI最新推出的Radeon 64MB DDR图形加速卡上的散热风扇叶片却为九叶直立型设计，其使用效果也不差，看来这叶片设计也只能说是各有各的道理，存在即是合理的嘛。
风扇高度：
散热风扇的设计高度并不像CPU风扇那样越高(厚)越好，过低会影响到风扇将热量散出去，过高可能与附近的扩展卡冲突，甚至影响散热。散热风扇的最佳设计高度应在l-1.5Cm之间，外圈最好为带漏栏、扁平式设计，这样的散热风扇散热效果才会明显。
显卡散热风扇的安装：
现在的显卡，基本上都会装配有散热片，当然，也有一部分会直接装上散热风扇。但这样，对我们安装新的显卡散热风扇也增加了一定的难度。因为你必须要把旧的风扇撬下后才能安装新的.一般的原配的风扇是用强力硅胶粘在GPU芯片上的，所以要将原来的散热器卸下来不是太容易，弄不好会将整个GPU芯片从印刷电路板上拽下来所以大家一定要注意了。我们以一块普通的显卡为例。
首先，我们要用小刀将原来的散热风扇撬起。不用我说，大家也知道一定要小心拉。(也听到过一个方法，说是把显卡放在胶袋中存入冰箱，过一会儿拿出，只要用手就能方便拉下来，但没亲身试过，在此只是告知大家，有心人可以自己一试)。当撬起后，大家可以看到有许多白色的硅脂和硅胶，一定要用麻布或擦眼镜布蘸上无水酒精，将其去除，使其表面光洁，没有异物，为下面涂抹导热硅脂做准备。
原来的风扇去除之后，就可以安装新的显卡散热风扇了。首先，用平口螺丝刀蘸了胶水以后迅速、平稳地"抹"到两个打磨后的表面上，将散热器底座和GPU芯片上均匀地涂上一层薄薄的导热硅脂，注意千万不能多。如果你的显卡上没有安装散热风扇的安装孔，这时就比较麻烦，困难在于固定风扇，相信这是大家都会遇到的问题。一般我们是不主张在显卡上对应位置打孔的，因为现在的显卡同主板一样至少是4层电路板，你根本不清楚印刷电路板上铜箔的走线，盲目地钻孔肯定会永久地损坏显卡。解决方法比较多，一般使用粘贴的方法。
这里有笔者介绍三种方法：一个是将导热用的硅脂和粘贴用的硅胶和在一起，然后马上把风扇的散热片平放到图形加速芯片上，放稳后小幅度地水平快速动一下压一下风扇散热片，把混在胶水里的气泡排掉，然后静置几分钟就可以了；第二个方法可以使用现在一种兼具导热和粘连效果的散热膏：Artic Silver，它是用银粉掺在里面的，因此尽管含有胶水，但是由于银具有极强的导热物理特性，因此总体散热效果不受影响。但是这种物质也有一个不足，就是安装好了之后，是没办法拆开的，胶水的粘力太强了，不过这种材料不太好买；第三个方法可以用橡皮圈、气门心或者五类双绞线的线芯等固定。
风扇的安装非常方便，只要把固定孔对准PCB板上的固定孔，然后把弹簧钉卡，按下就ok了。但有一点一定要注意，如果使用弹簧钉，一定要在芯片上涂随带的导热硅脂，否则风扇底部可能无法接触到芯片。当然有些显卡上没有固定孔，不过你也可以用双面导热贴纸把风扇贴在显卡芯片上。如果你的风扇的高度达到了20mm,那么在安装时，可能会影响第一个PCI插槽上扩展卡的安装，因此如果有其他空余扩展槽，尽量不要使用第一个PCI扩展槽。
另外，风扇都要接电源的，换上去的风扇最好另外接电源，不要从卡上接，可以减轻AGP槽的供电负载。因为一般主板的AGP插槽使用的3.3V电源直接来源于主板的总线电源，当加上了风扇电源以后，AGP显卡本身的工作驱动必然要受到影响，不过如果你的主板声明是支持Super2 AGP技术的，就可以直接接到显卡上，因为这是AGP插槽直接利用了电源提供的5V直流电，经过主板上的开关电路单独为AGP插槽提供3.3v直流电，最大可以达到20A；或者主板采用了AGP Pro供电技术，象华硕A7V主板，该技术不仅利用了原来5V和3.3V的供电线路供电，而且延伸扩展利用12V和3.3V的供电线路，最高可以满足100W的第五代3D显卡工作。对于目前的显卡，加个十几瓦的风扇算不了什么
很多的电脑用户都知道CPU温度过高会死机，显卡芯片温度过高会花屏，但是又有多少人知道，你的机箱里高速运转的硬盘在极高的运行速度下，温度过高的时候也会导致系统死机的状况出现。不过也难怪，还是在几年前，如果有人告诉我有关硬盘冷却器的情况，并想试图说服在我的硬盘上安装一个硬盘冷却装置，我肯定会问我自己：这家伙是不是有毛病了？——呵呵，用的着吗？但是现在情况不同了，目前7200转硬盘大行其道，我们不得不注意到转速提升了，伴随而来的是发热量的提升，硬盘现在可以说是机箱内的又一大热源，一般来说一个高速的硬盘会使机箱内部温度上升3至7摄氏度。
让我们来看看硬盘散热不良会带来哪些后果：
(1)高速、大容量的硬盘工作时，盘体温度会骤然升高，长期使用会严重危害其“健康”，减短寿命。
(2)硬盘自身温度的升高，使机箱内整体温度升高，在热传导不好的状况下，直接阻碍CPU、显卡、光驱等配件设备的向外散热，尤其是长期高温“作业”使这些部件过早“衰老”。
(3)硬盘所在的位置，机箱中部靠外，其所散发的大量热量会严重阻碍下外侧板卡设备和主电源风扇间的空气流通，降低其有效作用。
所以，在这个炎炎夏日，如果您的爱姬体温过高的话，我们强烈建议大家加装硬盘散热风扇，以免系统因高温而不稳定。
关于硬盘的散热装置比较主流的还是--“硬盘风扇”(下图)，
N型半导体，任何物质都是由原子组成，原子是由原子核和电子组成。电子以高速度绕原子核转动，受到原子核吸引，因为受到一定的限制，所以电子只能在有限的轨道上运转，不能任意离开，而各层轨道上的电子具有不同的能量(电子势能)。离原子核最远轨道上的电子，经常可以脱离原子核吸引，而在原子之间运动，叫导体。如果电子不能脱离轨道形成自由电子，故不能参加导电，叫绝缘体。半导体导电能力介于导体与绝缘体之间，叫半导体。半导体重要的特性是在一定数量的某种杂质渗入半导体之后，不但能大大加大导电能力，而且可以根据掺入杂质的种类和数量制造出不同性质、不同用途的半导体。将一种杂质掺入半导体后，会放出自由电子，这种半导体称为N型半导体。
P型半导体，是靠“空穴”来导电。在外电场作用下“空穴”流动方向和电子流动方向相反，即“空穴”由正板流向负极，这是P型半导体原理。
载流子现象：N型半导体中的自由电子，P型半导体中的“空穴”，他们都是参与导电，统称为“载流子”，它是半导体所特有，是由于掺入杂质的结果。
半导体制冷材料：不仅需要N型和P型半导体特性，还要根据掺入的杂质改变半导体的温差电动势率，导电率和导热率使这种特殊半导体能满足制冷的材料。目前国内常用材料是以碲化铋为基体的三元固溶体合金，其中P型是Bi2Te3—Sb2Te3，N型是Bi2Te3—Bi2Se3，采用垂直区熔法提取晶体材料。
目前市场上大约有40种不同尺寸规格的半导体制冷器大量现货供应，适用于CPU、3D显示卡、高速硬盘、芯片等，轻松地把温度降到零度！
经我们初步实验，在不接CPU的时候，冷面温度可达零下15度！这个时候功耗也将达到最大值！最差情况下，把烫手的CPU、显卡芯片降到20度以下是没问题的。不过你一定要注意风扇的散热和良好的通风啊！
制冷器型号繁多，适合不同之用途，现将选择方法介绍给大家：
▲选型要诀一：制冷片的参数有下面几个：
功率：电源2v～15v，消耗电流3A-25A，最大功耗高达120W！一定要用400W的机箱电源或是另外用其它电源，防止烧毁！
最大温差：冷面/热面的最大温度差，都在65～68度之间；
最大电压：允许加的最大电压一般在0.8～15.4伏，超过这个电压不但不能制冷反而会制热！外形尺寸越小，这个允许电压也越小，跟厚度关系不大。
制冷功率：当然越大越好，外形尺寸越大，制冷量越大，相同尺寸，一般是厚度越薄，制冷量越大，相应的电流也越大。不同型号的制冷量从0.8～120瓦！
▲选型要诀二：确定外形尺寸。大多数是方形从15x15mm到40x40mm，可根据不同芯片的大小来定。还有厚度问题，从3.2～4.5mm，由于制冷片要夹在芯片和散热片中间，所以如何固定要事先考虑好。
▲选型要诀三：确定制冷量。根据芯片的发热功率来选。比如早期的奔腾芯片，自身功耗达13w，那么理论上说只要有一个制冷量为13w的制冷片就可以把奔腾发出的热量全部吸收！实际上，大型制冷片的制冷量可高达40～68w！所以绝对能把CPU的热量吸得一干二净，哈哈哈！当然，代价是要给它提供足够的电源功率和良好的散热环境。
选购完了自然就要安装了，由于现在市面上基本没有现成的针对CPU的半导体制冷设备，就需要我们充分发扬DIY精神来自己做一个了。下面我就把制作以及安装过程中的一些重点和注意事项给大家介绍一下。
第一、不要搞错冷热端，要不然，您就等着给您的CPU收尸吧，分辨冷热端的方法很简单，通电以后摸一下就知道了。
第二、半导体制冷快的热端一定要有良好的散热，因为它的冷端温度决定于它的热端温度，而且半导体制冷块是有一定的正常工作温度的，超出的话，就会烧毁。所以，半导体制冷快的热端要加装散热风扇或是水冷式散热器。
第三、半导体制冷块的冷端不可以直接接触CPU表面，中间要放置辅助散热片，因为半导体制冷块的冷端一般都要比CPU的核心大不少，需要用辅助散热片把热从CPU的核心传导到半导体制冷快的冷端，有利于充分利用半导体制冷块。
第四、半导体制冷块最好另外接电源，一是因为它的功率比较大，二是因为半导体制冷块需要开动一段时间才可以产生温差，如果另接电源的话可以在开机之前，先开动制冷块，为CPU提供一个非常好的低温环境。
第五、小心“结露”现象发生，半导体制冷块的冷端达到足够冷的时候，空气中的水蒸气就会在其表面凝结成为水滴。北方的朋友可以比较放心，这种现象在北方不太容易发生，南方或是气候比较湿润地区的朋友可要注意了，如果水滴流到您的主板或是CPU上的时候，呵呵，到时候您可不要说我没有提醒过您哟。
第六、各部分相接触的地方都要涂导热硅胶。
装好以后应该是这个样子的，如下图。
“热管”--一个神秘又新鲜的技术，对于每个超频和电脑爱好者来说，这门技术在大家的心目中，肯定是一项新生技术。在这个CPU散热器需要“安静”的电脑世界里，似乎不用风扇的散热器是比较受欢迎的。例如，思民(Zalman)公司所推出的无声散热器系列，就是采用了无CPU风扇，完全是靠机箱风扇或者是机箱对流过的空气来代替CPU风扇的。其实，热管散热器的原理也跟这个构思并没有多大的出入。
对于热管的来历，想必大家也想了解一下吧？这里就简单的介绍一下，根据以往的记录，1963年，George M.Grover科学家第一个发明并且成功的制造出了热管。不过，通用汽车就早在1935年就申请了类似于这种元件的专利(这个也是历史记载，至于是真是否，大家可以去查证一下)。直到20世纪的60年代，热管才普遍的受到人们的重视，逐渐成为一种提高传热效率的元件，热管受到了众多国家的重视。在这之前，热管的造价也是相当的昂贵。在20世纪80年代之前，热管的客户还是政府、卫星上的系统等等一些高端科技和重要部门的身上，所以，对于广大的电脑爱好者的消费者来说，买热管是属于比较奢侈的做法。但是，到了20世纪80年代，作为高端电子产品的散热设备，热管逐渐被市场接受。随着热管在这个大家的心目中普及，增长的需求降低大大降低了热管的制造成本(毕竟物以稀为贵，既然是热门产品，当然就便宜了，例如我们所使用的CPU)。降低成本后的热管就使得散热设备的设计者们可以将热管应用于更多的产品中。到了近期的十多年，热管开始被用于大量的家用电器，当中也不乏CPU散热器的开发。
从上面的图片我们可以清楚地看到贯穿整个散热器的四根热导管。这种导管并不是普通的实心管，里面填充了特制的液态导热介质。具体的工作原理是这样的：热管两端产生温差的时候，蒸发端的液体就会迅速气化，将热量带向冷凝端，速度非常快。两端温差越大，蒸发速度越大。在极端的情况下，蒸发速度可能可以接近音速。液体在冷凝端凝结液化以后，通过毛细作用，流回蒸发端。如此循环往复，不断地将热量带向温度低的一端。水--气之间的相变反应，使热管的热传导效率比普通的纯铜高数十倍，甚至上百倍。应用这种方式可以用极快的速度将热量从热管的底部导到热管的顶部。这种极佳的导热性能，可以使热量不会在发热部位堆积，而是均匀地散发到了散热器的各个散热翅片上，极大的提高了散热片的导热性能。
热管技术充分体现了未来散热器的发展趋势：散热效果好，噪音低，使用寿命长。目前唯一要解决的就是价格问题，随着技术水平的提高，大规模工业生产，热管必将成为未来主流散热器产品，是下一代散热器的首选技术。
液氮散热法目前在国外比较流行，那些外国“大虾”喜欢用液氮这种危险的东西冷却被疯狂超频后的CPU，但其效果是非常理想的。但不管怎样，零下一百多度的液态氮可不是好玩儿的。
一工作原理
降温软件的工作原理其实很简单，因为一般我们在使用文字处理软件或是上网时，会占用到很少CPU的资源。而散热软件可以让CPU在没有工作或是工作比较清闲的时候，让CPU休息一会，这样一来CPU耗电量就会减少，相对的温度就会降低啦！
二、深入解释
不如让笔者再解释完整一点，如果要让CPU在不需要使用的时候休息，那么就得设计并安装一套CPU控制软件在操作系统中，并让它取得最优先的权限。接下来它需要不断地监视CPU的外来指令(也就是呼叫CPU工作)，如果没有，那么它会呼叫一个HLT指令，此项指令就是使CPU进入暂停模式，这样CPU就会暂时停止运作。如果你学过基本的程序设计(如BASIC、PASCAL、C++)，那么你应该就很容易知道它是怎么去设计并执行的。
如果这个监视程序侦测到有外来指令时，那么它就会叫醒CPU，使其恢复处理工作。而此监视程式同时继续不断地监视着CPU是否有接受外来的指令，而当没有的时候，就再让CPU进入暂停模式了。
工作原理很简单，而且以软件来操控CPU处于工作或是暂停模式，是不会有坏处的。而且您也不用担心它的切换速度不够快，它可是在很快的时间之内完成切换的动作喔！而这样的程序一定得取得最优先的权限，否则就失去它的工作意义。事实上Windows操作系统是多么地不重视CPU的效率问题！只可惜目前的Windows98或95并没有内建这样的功能，所以身为玩家的我们必须另外安装这样的软件。
目前较常见的这些降温软件有三种；分别是CPU Idle、Rain、Waterfall Pro。CPUidle是最先设计出来的降温软件，而另外两者则是较晚推出的软件。其实这些程序的基本工作原理都差不多，差别是在于它们如何取得最优先权与手段。另外还有一些主板厂商所设计出来的降温程序，如微星的Soft Cooler II等等。它们也是很棒的降温软件(不过在使用前请注意一下它们是否可以适用在您的主机板上)！
安装降温程序前要先注意的是这些软件是否支持您的CPU，基本上您的CPU它们会支持，只不过是一但新的CPU推出时，如果这些软件没有升级的话，那么可能就不能工作喔！
三、重点说明
如果您光只想靠软件降温的方法是行不通的，毕竟它只能当作降温的辅助工具。因为当CPU在超频时，如果它正处于忙碌状态时，降温系统就帮不上忙了。所以想超频还是得靠风扇或是水冷系统等硬件来帮忙，这样才能彻底解决CPU工作所产生的高温问题！
遥想当年，在486时代，散热风扇还不曾被当作单一的产品来出售，因为当时的cpu几乎不需要散热设备，至多是在cpu上加装一个散热片，就可以正常工作了。但是当步入'奔腾'时代后，我们发现cpu越来越热了，几乎所有的cpu都被加上了散热风扇，否则系统会无法正常工作，加之广大DIY爱好者一般都对CPU进行了超频使用，CPU散热的问题就摆在了我们每个人面前了。提到CPU，我们就不得不说说CPU的两大阵营：INTEL和AMD，INTEL的产品在发热量上给人的感觉一向是不温不火的，发热量不太高，超频能力强，一般的风扇都能对付，而AMD方面呈现给大家的就是一颗火热的'芯'了，从K5系列起AMD的CPU的发热量一直是居高不下，到目前的毒龙系列，其性能价格比固然非常的好，但发热量更是惊人，如果散热不当的话，你的系统就犹如坐在火山口一般了。加之目前正值盛夏，CPU烧毁的消息决不是耸人听闻的。
一般来说，在CPU的外部温度上升到50度时，系统就会极其的不稳定，而Windows系统更别提了，有时不断的报错，更有甚者是干脆就死机算了。这时CPU内部的温度一般已经达到了80度的高温。这个温度可以说是个警戒线了，如果温度在升高的话是比较危险的，此时如果是散热不当的话，加强散热是很必要的。如果是超频超到这个份上的话，还是早些收手吧，不然的话你的CPU迟早会光荣牺牲的。
关于CPU的散热设备可以说是种类最多的了，象什么风冷、水冷、半导体冷却、甚至更为疯狂的液氮制冷等等不一而足。但是对于我们一般消费者来说最常用的当然是使用散热风扇的风冷的方法了，下面我们就来看一看散热风扇安装和保养的一些知识：
散热风扇的安装
散热风扇一般是靠金属弹片固定的，弹片的松紧程度一般可以调节，如果并未使用内核裸露在外的CPU，则应该用尽可能紧密的方式安装散热风扇，否则有可能因为散热片不能与CPU表面充分接触而引起散热效率的降低和振动现象的发生。在使用中发现，如果新安装的散热风扇在使用数天后效能降低，通常是弹片轻微滑脱的结果，比如档片向上滑了一挡等。所以在安装风扇时不能因为怕费力而马虎了事，一定要尽其所能保证紧固。另外安装时要注意不要用力过猛，以免压坏CPU或损坏CPU插座附近的元件和电路。
还有一点非常的重要，那就是安装散热风扇时最好在散热片与CPU之间涂导热硅脂(这一步经常在装机器时被忽略掉)。我们应该认识到，导热硅脂的作用并不仅仅是把CPU所生产的热量迅速而均匀地传递给散热片，在很多时候，硅脂的作用是填充散热片下表面与CPU表面之间的细小缝隙，从而最大限度的增加散热片与CPU的接触面积，使散热效果达到最佳。好多时候，我们所遇到的散热效果不佳的情况，不是因为风扇不够劲，而是由于没有涂导热硅胶。
另外，因为硅脂具有一定的粘性，在固定散热片的金属弹片轻微老化松动的情况下，可以在一定程度上使散热片不至于与CPU表面分离，维持散热风扇的效能。
硅脂的使用原则是能少则少，在CPU表面上滴上一点后用手指抹均匀即可，否则不仅容易使机箱内部肮脏，也有可能造成漏电故障。
散热风扇的保养和维护
CPU散热风扇存在吸入灰尘的副作用，较多的灰尘不只阻碍散热片的通风，也会影响风扇的转动，所以散热风扇在使用一段时间以后需要进行清扫。清扫时需要先把散热片和风扇拆开，散热片可以直接用水冲洗，对于风扇以及散热上具有粘性的油性污垢，可用棉签或者镊子夹持布片或少量棉花擦拭干净。
如果散热风扇经过半年到一年左右的正常运转之后噪音异常增大，一般是因为风扇内部润滑油消耗殆尽所致，需要给风扇轴心加注润滑油。CPU散热风扇对润滑油的种类没有什么要求，常见的润滑油都可使用，但不要使用黏度大的润滑脂，否则风扇会转动不灵。从散热片上卸下风扇，打开底面油封(一般是一片黑色塑料片)，便可以看到风扇的轴心，加油时可用镊子或牙签之类具有细小尖端的物品蘸取滴入，油液至轴深度的一半即可，不要太多。加油后马上贴好油封以防润滑油挥发，倒置一段时间，待润滑油渗入轴承内部后，再将其固定到散热片上，风扇就可重新使用了。
(有关散热风扇的选择、选购方面的知识，请详见本专题其它相关文章。)
接下来让我们关注一下电脑机箱里的另一大热源--显卡。最新一代的显卡上市后，电脑用户纷纷发现，显卡的整体性能的确相对于原来的产品有了大幅度的上升，显示效果的确是有了质的飞跃，但是另一方面显卡芯片的温度也在突飞猛进的提升着。象镭、GeForce4等这样发热量高的显卡，即使是在冬天仍旧会热得烫手，可以煎鸡蛋的比喻实不为过。
目前，显卡生产厂商为了提高显卡的运行效果和速度，将显卡芯片的集成度提高到了一个夸张的境界，就拿刚刚推出的Geforce3来说，其内建的电晶体数多达5700万个，是目前CPU的2倍！它的发热量也可想而知了。这使得我们不得不面对一个新的问题：显卡的散热问题。
我们看到在不少显卡上厂商已经加装了散热风扇，但是这种散热风扇很少能够真正的起到良好散热的效果，毕竟为了控制显卡的成本，有些东西能省就要省了，很多电脑用户在游戏的时候出现死机、蓝屏的现象，还有很多的电脑发烧友在超频使用显卡时出现花屏，贴图错误的情况有很大一部分原因就是由于显卡散热不良造成的。所以，如果您的也出现了类似的现象的话，额外加装或改装一个专用的显卡散热风扇就显得很必要了。
风扇分类：
目前市场上显卡的散热风扇可谓五花八门，不过基本可以分为两类：普通风扇和滚珠风扇。普通风扇是利用油来起到润滑的作用，其缺点是风力小、寿命短、噪音大。由干其运转时间不长，很容易就导致显卡因过热而死机，严重时还有烧毁显卡芯片的可能，不过由于价格低廉所以劣质显卡一般都爱选用；而滚珠风扇是利用多个钢珠来作为减小磨擦的介质，所以其特点是风力大、寿命长、噪音小且不用加润滑油，名牌大厂的显示卡上一般都能见到它的踪影，不过相对于普通风扇来说，它在价格上就会贵上一些。
风扇外形：
现在的散热风扇外形一般为正方形，当然某些显卡也会有例外，如耕异Geforce2显卡的散热风扇的外形就是一个涡轮式的外形。不过目前还没有足够的证据说明外形的差异对散热会产生影响。
风扇大小：
散热凤扇的大小对于能否对显示芯片进行最佳散热起着很关键的作用。具体来讲，风扇底面积的大小比所要安装的显示芯片上的面积大是最好的，如果在选购时看到显卡上的散热风扇做得过于"小巧玲拢"那可未必是件好事，尤其是您发现某些风扇底面积大小与显示芯片大小丝毫不差之时我劝您还是"另寻新欢"吧！
叶片设计：
现在显卡散热风扇的叶片大多采用七叶或九叶涡轮式设计(形如潜水艇的螺旋桨)，在散热的时候效果不错。不过ATI最新推出的Radeon 64MB DDR图形加速卡上的散热风扇叶片却为九叶直立型设计，其使用效果也不差，看来这叶片设计也只能说是各有各的道理，存在即是合理的嘛。
风扇高度：
散热风扇的设计高度并不像CPU风扇那样越高(厚)越好，过低会影响到风扇将热量散出去，过高可能与附近的扩展卡冲突，甚至影响散热。散热风扇的最佳设计高度应在l-1.5Cm之间，外圈最好为带漏栏、扁平式设计，这样的散热风扇散热效果才会明显。
显卡散热风扇的安装：
现在的显卡，基本上都会装配有散热片，当然，也有一部分会直接装上散热风扇。但这样，对我们安装新的显卡散热风扇也增加了一定的难度。因为你必须要把旧的风扇撬下后才能安装新的.一般的原配的风扇是用强力硅胶粘在GPU芯片上的，所以要将原来的散热器卸下来不是太容易，弄不好会将整个GPU芯片从印刷电路板上拽下来所以大家一定要注意了。我们以一块普通的显卡为例。
首先，我们要用小刀将原来的散热风扇撬起。不用我说，大家也知道一定要小心拉。(也听到过一个方法，说是把显卡放在胶袋中存入冰箱，过一会儿拿出，只要用手就能方便拉下来，但没亲身试过，在此只是告知大家，有心人可以自己一试)。当撬起后，大家可以看到有许多白色的硅脂和硅胶，一定要用麻布或擦眼镜布蘸上无水酒精，将其去除，使其表面光洁，没有异物，为下面涂抹导热硅脂做准备。
原来的风扇去除之后，就可以安装新的显卡散热风扇了。首先，用平口螺丝刀蘸了胶水以后迅速、平稳地"抹"到两个打磨后的表面上，将散热器底座和GPU芯片上均匀地涂上一层薄薄的导热硅脂，注意千万不能多。如果你的显卡上没有安装散热风扇的安装孔，这时就比较麻烦，困难在于固定风扇，相信这是大家都会遇到的问题。一般我们是不主张在显卡上对应位置打孔的，因为现在的显卡同主板一样至少是4层电路板，你根本不清楚印刷电路板上铜箔的走线，盲目地钻孔肯定会永久地损坏显卡。解决方法比较多，一般使用粘贴的方法。
这里有笔者介绍三种方法：一个是将导热用的硅脂和粘贴用的硅胶和在一起，然后马上把风扇的散热片平放到图形加速芯片上，放稳后小幅度地水平快速动一下压一下风扇散热片，把混在胶水里的气泡排掉，然后静置几分钟就可以了；第二个方法可以使用现在一种兼具导热和粘连效果的散热膏：Artic Silver，它是用银粉掺在里面的，因此尽管含有胶水，但是由于银具有极强的导热物理特性，因此总体散热效果不受影响。但是这种物质也有一个不足，就是安装好了之后，是没办法拆开的，胶水的粘力太强了，不过这种材料不太好买；第三个方法可以用橡皮圈、气门心或者五类双绞线的线芯等固定。
风扇的安装非常方便，只要把固定孔对准PCB板上的固定孔，然后把弹簧钉卡，按下就ok了。但有一点一定要注意，如果使用弹簧钉，一定要在芯片上涂随带的导热硅脂，否则风扇底部可能无法接触到芯片。当然有些显卡上没有固定孔，不过你也可以用双面导热贴纸把风扇贴在显卡芯片上。如果你的风扇的高度达到了20mm,那么在安装时，可能会影响第一个PCI插槽上扩展卡的安装，因此如果有其他空余扩展槽，尽量不要使用第一个PCI扩展槽。
另外，风扇都要接电源的，换上去的风扇最好另外接电源，不要从卡上接，可以减轻AGP槽的供电负载。因为一般主板的AGP插槽使用的3.3V电源直接来源于主板的总线电源，当加上了风扇电源以后，AGP显卡本身的工作驱动必然要受到影响，不过如果你的主板声明是支持Super2 AGP技术的，就可以直接接到显卡上，因为这是AGP插槽直接利用了电源提供的5V直流电，经过主板上的开关电路单独为AGP插槽提供3.3v直流电，最大可以达到20A；或者主板采用了AGP Pro供电技术，象华硕A7V主板，该技术不仅利用了原来5V和3.3V的供电线路供电，而且延伸扩展利用12V和3.3V的供电线路，最高可以满足100W的第五代3D显卡工作。对于目前的显卡，加个十几瓦的风扇算不了什么
很多的电脑用户都知道CPU温度过高会死机，显卡芯片温度过高会花屏，但是又有多少人知道，你的机箱里高速运转的硬盘在极高的运行速度下，温度过高的时候也会导致系统死机的状况出现。不过也难怪，还是在几年前，如果有人告诉我有关硬盘冷却器的情况，并想试图说服在我的硬盘上安装一个硬盘冷却装置，我肯定会问我自己：这家伙是不是有毛病了？——呵呵，用的着吗？但是现在情况不同了，目前7200转硬盘大行其道，我们不得不注意到转速提升了，伴随而来的是发热量的提升，硬盘现在可以说是机箱内的又一大热源，一般来说一个高速的硬盘会使机箱内部温度上升3至7摄氏度。
让我们来看看硬盘散热不良会带来哪些后果：
(1)高速、大容量的硬盘工作时，盘体温度会骤然升高，长期使用会严重危害其“健康”，减短寿命。
(2)硬盘自身温度的升高，使机箱内整体温度升高，在热传导不好的状况下，直接阻碍CPU、显卡、光驱等配件设备的向外散热，尤其是长期高温“作业”使这些部件过早“衰老”。
(3)硬盘所在的位置，机箱中部靠外，其所散发的大量热量会严重阻碍下外侧板卡设备和主电源风扇间的空气流通，降低其有效作用。
所以，在这个炎炎夏日，如果您的爱姬体温过高的话，我们强烈建议大家加装硬盘散热风扇，以免系统因高温而不稳定。
关于硬盘的散热装置比较主流的还是--“硬盘风扇”(下图)，
正面
反面
其他的硬盘散热设备详见《散热名器》栏目。目前硬盘风扇在鞍山西道电子市场里还是比较常见的，一般做耗材的柜台都能拿到。
好一点的品牌硬盘风扇常见的是号称硬盘散热老大的“Cool先生”(下图)
酷先生硬盘风扇使用的是双5厘米*5厘米油腻轴承性12V、0.1安培风扇(SLEEVE BEARING)。额定功率为10.8瓦，4800RPM/S的转速，音量29.0分贝。此种与市面上滚珠轴承性风扇(BALL BEARING)相比在摩擦系数上小的多，转速高，功率大，但相比寿命要短一些，因为电机和转轴之间的润滑油有时会有灰尘的伴随，降底摩擦系数，导致寿命减少。
安装硬盘风扇前，得先把硬盘拆卸下来，此时可发现硬盘机底部有预留6个螺丝孔，把风扇所附的螺丝装在硬盘底部即可。当风扇固定好后，记得把风扇电源插头串接在硬盘电源插孔上，使风扇与硬盘可同时运作。
使用者还得将风扇电源插头与电源供应器连接，硬盘的资料排线也要一并接上，如此即完成硬件安装。不要急着盖上机壳，先开启电源检视硬盘与风扇是否能运转，再关闭电源将机壳组好。
责任编辑: banye
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