Havacılık ve otomotiv ekipmanlarında, uçak motorları, otomobil motorları, güneşe yakın görevlerdeki uzay araçları ve uydulardaki yüksek sıcaklık ekipmanları gibi elektronikler genellikle yüksek sıcaklıklarda çalışır. Genellikle kullanılan Si veya GaAs cihazları çok yüksek sıcaklıklarda çalışmadığı için düşük sıcaklık ortamına yerleştirilmelidir. Bunun için iki yöntem vardır: Birincisi, bu cihazları yüksek sıcaklıktan uzak bir yere yerleştirmek ve ardından kablolar ve konektörler aracılığıyla kontrol edilecek cihaza bağlamaktır; ikincisi ise bu cihazları bir soğutma kutusuna koyup daha sonra yüksek sıcaklık ortamına yerleştirmektir. Açıkçası, bu yöntemlerin her ikisi de ek ekipman gerektirir, sistemin kalitesini artırır, sistem için kullanılabilir alanı azaltır ve sistemin güvenilirliğini düşürür. Bu sorunlar, yüksek sıcaklıklarda çalışan cihazların doğrudan kullanılmasıyla ortadan kaldırılabilir. SiC cihazları, yüksek sıcaklıkta soğutmaya gerek kalmadan doğrudan çalıştırılabilir.
SiC elektronik devreleri ve sensörleri, sıcak uçak motorlarının içine ve yüzeyine monte edilebilir ve bu aşırı çalışma koşullarında bile çalışmaya devam edebilir; bu da toplam sistem kütlesini büyük ölçüde azaltır ve güvenilirliği artırır. SiC tabanlı dağıtılmış kontrol sistemi, geleneksel elektronik kalkan kontrol sistemlerinde kullanılan kablo ve konektörlerin %90'ını ortadan kaldırabilir. Bu önemlidir çünkü kablo ve konektör sorunları, günümüz ticari uçaklarında arıza sürelerinde karşılaşılan en yaygın sorunlar arasındadır.
ABD Hava Kuvvetleri'nin değerlendirmesine göre, F-16'da gelişmiş SiC elektroniğinin kullanılması, uçağın ağırlığını yüzlerce kilogram azaltacak, performansı ve yakıt verimliliğini artıracak, operasyonel güvenilirliği yükseltecek ve bakım maliyetlerini ve arıza sürelerini önemli ölçüde azaltacaktır. Benzer şekilde, SiC elektroniği ve sensörleri, ticari yolcu uçaklarının performansını da iyileştirebilir ve uçak başına milyonlarca dolar ek ekonomik kar sağlayabilir.
Benzer şekilde, otomotiv motorlarında SiC yüksek sıcaklık elektronik sensörlerinin ve elektroniklerinin kullanımı, daha iyi yanma izleme ve kontrolü sağlayarak daha temiz ve verimli bir yanmaya yol açacaktır. Dahası, SiC motor elektronik kontrol sistemi 125°C'nin üzerinde iyi çalışır, bu da motor bölmesindeki kablo ve konektör sayısını azaltır ve araç kontrol sisteminin uzun vadeli güvenilirliğini artırır.
Günümüzün ticari uyduları, uzay aracının elektronik aksamının ürettiği ısıyı dağıtmak için radyatörlere ve uzay radyasyonundan korumak için kalkanlara ihtiyaç duymaktadır. Uzay araçlarında SiC elektroniklerinin kullanılması, SiC elektroniklerinin yalnızca yüksek sıcaklıklarda çalışabilmesi değil, aynı zamanda güçlü genlik radyasyon direncine sahip olması nedeniyle, kablo ve konektör sayısını, ayrıca radyasyon kalkanlarının boyutunu ve kalitesini azaltabilir. Bir uydunun Dünya yörüngesine fırlatılmasının maliyeti kütle ile ölçülürse, SiC elektroniklerinin kullanımıyla elde edilen kütle azalması, uydu endüstrisinin ekonomisini ve rekabet gücünü artırabilir.
Yüksek sıcaklık ve radyasyona dayanıklı SiC cihazları kullanan uzay araçları, güneş sistemi çevresinde daha zorlu görevler gerçekleştirmek için kullanılabilir. Gelecekte, insanlar güneş ve güneş sistemindeki gezegenlerin yüzeyleri çevresinde görevler gerçekleştirdiğinde, mükemmel yüksek sıcaklık ve radyasyon direnci özelliklerine sahip SiC elektronik cihazları, güneşe yakın çalışan uzay araçları için kilit rol oynayacaktır. SiC elektronik cihazlarının kullanımı, uzay aracının ve ısı dağıtım ekipmanının korunmasını azaltarak, her araca daha fazla bilimsel cihaz yerleştirilmesini sağlayabilir.
Yayın tarihi: 23 Ağustos 2022