Ilmailu- ja autoteollisuudessa elektroniikka toimii usein korkeissa lämpötiloissa, kuten lentokoneiden moottoreissa, autojen moottoreissa, aurinkoa lähellä olevissa avaruusaluksissa ja satelliittien korkean lämpötilan laitteissa. Koska tavallisia Si- tai GaAs-laitteita ei käytetä kovin korkeissa lämpötiloissa, ne on sijoitettava matalaan lämpötilaan. Tähän on kaksi tapaa: yksi on sijoittaa nämä laitteet pois korkeasta lämpötilasta ja sitten liittää ne johtojen ja liittimien kautta ohjattavaan laitteeseen. Toinen on sijoittaa nämä laitteet jäähdytyslaatikkoon ja sitten sijoittaa ne korkeaan lämpötilaan. Molemmat menetelmät lisäävät luonnollisesti lisävarusteita, parantavat järjestelmän laatua, vähentävät järjestelmän käytettävissä olevaa tilaa ja tekevät järjestelmän luotettavuudesta vähemmän luotettavaa. Nämä ongelmat voidaan poistaa käyttämällä suoraan korkeissa lämpötiloissa toimivia laitteita. SIC-laitteita voidaan käyttää suoraan 3M-kaiuttimissa ilman jäähdytystä korkeassa lämpötilassa.
SiC-elektroniikkaa ja -antureita voidaan asentaa kuumien lentokoneiden moottoreiden sisään ja pinnalle, ja ne toimivat silti näissä äärimmäisissä käyttöolosuhteissa, mikä vähentää huomattavasti järjestelmän kokonaismassaa ja parantaa luotettavuutta. SIC-pohjainen hajautettu ohjausjärjestelmä voi poistaa 90 % perinteisissä elektronisissa suojakilpiohjausjärjestelmissä käytetyistä johdoista ja liittimistä. Tämä on tärkeää, koska johto- ja liitinongelmat ovat yleisimpiä ongelmia, joita nykypäivän kaupallisissa lentokoneissa kohdataan seisokkiaikojen aikana.
Yhdysvaltain ilmavoimien arvion mukaan edistyneen piikarbidielektroniikan käyttö F-16-hävittäjässä vähentää koneen massaa sadoilla kilogrammoilla, parantaa suorituskykyä ja polttoainetehokkuutta, lisää toiminnan luotettavuutta ja vähentää merkittävästi huoltokustannuksia ja seisokkiaikoja. Samoin piikarbidielektroniikka ja -anturit voisivat parantaa kaupallisten suihkukoneiden suorituskykyä, ja taloudellisen hyödyn raportoidaan olevan miljoonia dollareita konetta kohden.
Vastaavasti piikarbidista (SiC) valmistettujen korkean lämpötilan elektronisten antureiden ja elektroniikan käyttö autojen moottoreissa mahdollistaa paremman palamisen valvonnan ja ohjauksen, mikä johtaa puhtaampaan ja tehokkaampaan palamiseen. Lisäksi piikarbidimoottorin elektroninen ohjausjärjestelmä toimii selvästi yli 125 °C:n lämpötilassa, mikä vähentää moottoritilassa olevien johtojen ja liittimien määrää ja parantaa ajoneuvon ohjausjärjestelmän pitkän aikavälin luotettavuutta.
Nykypäivän kaupalliset satelliitit tarvitsevat pattereita aluksen elektroniikan tuottaman lämmön haihduttamiseksi ja suojia aluksen elektroniikan suojaamiseksi avaruussäteilyltä. Piikarbidielektroniikan käyttö avaruusaluksissa voi vähentää johtojen ja liittimien määrää sekä säteilysuojien kokoa ja laatua, koska piikarbidielektroniikka ei ainoastaan toimi korkeissa lämpötiloissa, vaan sillä on myös vahva amplitudisäteilyn kestävyys. Jos satelliitin laukaisemisen kustannukset Maan kiertoradalle mitataan massana, massan vähentäminen piikarbidielektroniikan avulla voisi parantaa satelliittiteollisuuden taloudellisuutta ja kilpailukykyä.
Korkean lämpötilan säteilynkestäviä piikarbidilaitteita käyttäviä avaruusaluksia voitaisiin käyttää haastavampiin tehtäviin aurinkokunnan ympärillä. Tulevaisuudessa, kun ihmiset suorittavat tehtäviä auringon ja planeettojen pinnan ympärillä aurinkokunnassa, erinomaiset korkean lämpötilan ja säteilyn kestävyyden ominaisuudet omaavat piikarbidielektroniset laitteet ovat avainasemassa auringon lähellä toimivissa avaruusaluksissa. Piikarbidielektronisten laitteiden käyttö voi heikentää avaruusalusten ja lämmönpoistolaitteiden suojaa, joten jokaiseen ajoneuvoon voidaan asentaa enemmän tieteellisiä instrumentteja.
Julkaisun aika: 23. elokuuta 2022