Mehrstufige thermoelektrische Kühler werden überwiegend für Infrarot- und Röntgendetektoren verwendet. Niedrigere Betriebstemperaturen sorgen für eine bessere Empfindlichkeit und geringeres Rauschen. Einstufige Kühler mit maximal 70-73 Grad Temperaturdifferenz (bei Raumtemperatur) sind in diesem Fall weniger gefragt. Entwickler und Hersteller gehen über zu 2- und 3-stufigen thermoelektrischen Elementen um niedrigere Kühltemperaturen zu erreichen. Auf der kalten Seite des TECs wird außerdem ausreichend Platz für den Detektor benötigt. Darüber hinaus wird eine kompakte Bauweise und eine geringe Leistungsaufnahme verlangt, besonders für Handgeräte. Aber mit den 3-stufigen Standardkühlern in Pyramidenbauweise ist es schwierig, die genannten Anforderungen gleichzeitig zu erfüllen.


Mehrstufige Standard-TECs besitzen Pyramidenform. Jede vorhergehende Stufe muss hinsichtlich der Kühlkapazität größer sein als die folgende. Sie muss die Wärme der nachfolgenden Stufe abpumpen und einen weiteren zusätzlichen Kühlbeitrag leisten. In den meisten Fällen erreicht man dies durch eine unterschiedliche Anzahl BiTe-Elemente in jeder Stufe. Kurzgesagt besitzt jede vorhergehende Stufe mehr Elemente als die folgende. Die Pyramidenbauweise hat sich bewährt und gehört bei zahlreichen Herstellern zum Standard. Aber die Pyramidenform ist für TECs nicht optimal. Im Beispiel einer 4x4mm großen kalten Keramik misst die untere Keramikseite etwa 12x12mm - die neunfache Fläche(!). Wenn der Kunde eine 8x8mm große Keramik benötigt betragen die Abmessungen der heissen Seite 20x20mm und so weiter. Der TE-Kühler ist letztlich deutlich größer als die Sensor-Elemente des eigentlichen Detektors.


Bei den neuen 3MDC TECs haben die obere und die untere Keramik die gleiche Größe. Die neuen TECs sind nach der Standard- und nach der HD-Pellet-Placement-Technologie zusammengesetzt um die Größe der unteren Stufe zu verringern und die Fläche der kalten oberen Keramik zu vergrössern.


Standard-Baugruppen mit TO-8 (oder TO-66) Sockeln sind z.B. typisch für viele Detektoren. Üblicherweise werden dabei einstufige oder zweistufige TE-Kühler verwendet, wenn die Detektorabmessungen groß sind. Falls übliche 3-stufige Kühler auf TO-8 Sockel montiert werden, beträgt die Größe der kalten Keramik maximal 4x4mm.

Fig. 1 - Neue 3MDC TECs im Vergleich zu üblichen Kühlern

Fig. 2 - Neues 3MDC TEC auf Standard TO-8

Werden die neuen dreistufigen 3MDC TECs auf Standard-TO-8 Sockel montiert, ist die kalte Keramik 8x8mm groß. Quadratische 3MDC Kühler lassen sich zusammenschließen, um mehr Fläche für Sensor-Arrays zu erhalten - eine erweiterbare und flexible Möglichkeit um die Leistung dreistufiger Kühler für beliebige Detektorgrößen zu ermöglichen. Jeden der neuen 3MDC Kühler gibt es in fünf verschiedenen Varianten in Bauhöhe und Leistung um für jede Anwendung eine optimal passende Lösung zu finden. Die Keramikoberflächen sind in verschiedenen Varianten erhältlich (blank oder metallisiert). Kundenspezifische Goldstrukturen für die kalte Seite gibt es auf Anfrage.


TEC Microsystems bietet die neuen 3MDC TE-Kühler separat an oder montiert auf Standard-Sockel. Die Montage auf kundeneigene Sockel wird ebenfalls angeboten.

Fig. 3 - Array aus 3-stufigen TECs der 3MDC-Serie

Mit den neuen thermoelektrischen 3MDC Kühlern bietet TEC Microsystems erneut leistungsstarke thermoelektrische Kühllösungen für Detektoren an.

Fig.4 - Drei Lösungen mit gleichgroßer kalter Keramikseite, angeboten von TEC Microsystems und RMT

3MDC04 TE Coolers

3MDC06 TE Coolers

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