ما هي وظائف أشباه الموصلات

تشير أشباه الموصلات إلى المواد ذات الموصلية بين الموصلات والعوازل في درجة حرارة الغرفة. أشباه الموصلات هي نوع من المواد ذات موصلية يمكن التحكم فيها، وتتراوح من عازل إلى موصل. من منظور العلوم والتكنولوجيا والتنمية الاقتصادية، تؤثر أشباه الموصلات على عمل الناس وحياتهم اليومية. ولم يتم الاعتراف بهذه المادة من قبل المجتمع الأكاديمي إلا في ثلاثينيات القرن العشرين.
تُستخدم أشباه الموصلات في الدوائر المتكاملة والإلكترونيات الاستهلاكية وأنظمة الاتصالات وتوليد الطاقة الكهروضوئية وتطبيقات الإضاءة وتحويل الطاقة العالية وغيرها من المجالات.
1. التطبيقات الكهروضوئية
التأثير الكهروضوئي للمواد شبه الموصلة هو المبدأ الأساسي للخلايا الشمسية. في الوقت الحاضر، أصبح تطبيق المواد الكهروضوئية لمواد أشباه الموصلات موضوعًا ساخنًا، وهو سوق الطاقة النظيفة الأسرع نموًا والأفضل تطورًا في العالم. مواد التصنيع الرئيسية للخلايا الشمسية هي مواد أشباه الموصلات. المعيار الرئيسي للحكم على جودة الخلايا الشمسية هو معدل التحويل الكهروضوئي. كلما ارتفع معدل التحويل الكهروضوئي، زادت كفاءة عمل الخلايا الشمسية. تنقسم الخلايا الشمسية إلى خلايا شمسية من السيليكون البلوري وخلايا رقيقة وخلايا مركبة من النوع III-V وفقًا لمواد أشباه الموصلات المختلفة المستخدمة.
2. تطبيقات الإضاءة
LED عبارة عن صمام ثنائي باعث للضوء لأشباه الموصلات مبني على ترانزستور أشباه الموصلات. مصدر ضوء أشباه الموصلات الذي يستخدم تقنية LED صغير الحجم، ويمكنه تحقيق التغليف المستوي، وله قيمة حرارية منخفضة عند العمل، وهو موفر للطاقة وفعال، وله عمر طويل للمنتج، وسرعة رد فعل سريعة، وهو صديق للبيئة، وخالي من التلوث. . ويمكن أيضًا تطويرها إلى منتجات خفيفة ورقيقة وقصيرة. بمجرد ظهوره، ينتشر بسرعة ويصبح جيلًا جديدًا من مصادر الإضاءة عالية الجودة، وقد تم استخدامه على نطاق واسع في حياتنا. مثل إشارات المرور، والإضاءة الخلفية للمنتجات الإلكترونية، ومصادر الضوء لتجميل المناظر الليلية في المناطق الحضرية، والإضاءة الداخلية وغيرها من المجالات.
3. تحويل الطاقة العالية الطاقة
يعد التحويل المتبادل للتيار المتردد والتيار المباشر أمرًا مهمًا جدًا لاستخدام الأجهزة الكهربائية ويعتبر الحماية اللازمة للأجهزة الكهربائية. وهذا يتطلب جهاز تحويل الطاقة. يتمتع كربيد السيليكون بقوة جهد انهيار عالية، وفجوة نطاق واسعة، وموصلية حرارية عالية. ولذلك، فإن أجهزة أشباه الموصلات SiC مناسبة جدًا للتطبيقات ذات كثافة الطاقة العالية وتردد التبديل. أجهزة تحويل الطاقة هي واحدة منها. أداء آخر لمكونات كربيد السيليكون في درجات الحرارة العالية والضغط العالي والتردد العالي يجعله يستخدم على نطاق واسع في حفر الآبار العميقة، والعاكسات في أجهزة توليد الطاقة، ومحولات الطاقة للمركبات الكهربائية الهجينة، وتحويل طاقة الجر لقطارات السكك الحديدية الخفيفة وغيرها من المجالات. نظرًا لمزايا SiC نفسها وطلب الصناعة على مواد أشباه الموصلات خفيفة الوزن وعالية كفاءة التحويل في هذه المرحلة، ستحل SiC محل Si وتصبح مادة أشباه الموصلات الأكثر استخدامًا على نطاق واسع.