В аэрокосмическом и автомобильном оборудовании электроника часто работает при высоких температурах, например, авиационные и автомобильные двигатели, космические корабли, летающие вблизи Солнца, и высокотемпературное оборудование на спутниках. Используйте обычные устройства Si или GaAs, поскольку они не работают при очень высоких температурах, поэтому эти устройства необходимо поместить в среду с низкой температурой, есть два метода: один - разместить эти устройства вдали от высокой температуры, а затем через выводы и разъемы для их подключения к управляемому устройству; Другой вариант — поместить эти устройства в охлаждающую коробку, а затем поместить их в среду с высокой температурой. Очевидно, что оба эти метода добавляют дополнительное оборудование, повышают качество системы, уменьшают доступное для системы пространство и делают систему менее надежной. Эти проблемы можно устранить, используя непосредственно устройства, работающие при высоких температурах. Устройства SIC можно эксплуатировать непосредственно на линии 3М — кабель Y без охлаждения при высокой температуре.
Карбидно-кремниевая электроника и датчики могут быть установлены внутри и на поверхности горячих авиационных двигателей и при этом функционировать в экстремальных условиях эксплуатации, что значительно снижает общую массу системы и повышает надежность. Распределенная система управления на основе SIC позволяет отказаться от 90% проводов и разъемов, используемых в традиционных системах управления электронным экраном. Это важно, поскольку проблемы с проводами и разъемами являются одними из наиболее распространенных проблем, возникающих во время простоя современных коммерческих самолетов.
По оценке ВВС США, использование в F-16 современной SiC-электроники позволит снизить массу самолета на сотни килограммов, улучшить летно-технические характеристики и топливную экономичность, повысить эксплуатационную надежность, а также значительно сократить затраты на техническое обслуживание и время простоев. Точно так же электроника и датчики SiC могут улучшить характеристики коммерческих авиалайнеров, что, как сообщается, принесет дополнительную экономическую прибыль в миллионы долларов на самолет.
Аналогичным образом, использование высокотемпературных электронных датчиков и электроники SiC в автомобильных двигателях позволит улучшить мониторинг и контроль сгорания, что приведет к более чистому и эффективному сгоранию. Более того, электронная система управления двигателем SiC работает значительно выше 125°C, что уменьшает количество проводов и разъемов в моторном отсеке и повышает долгосрочную надежность системы управления автомобилем.
Сегодняшним коммерческим спутникам требуются радиаторы для рассеивания тепла, выделяемого электроникой космического корабля, и экраны для защиты электроники космического корабля от космического излучения. Использование SiC-электроники на космических кораблях позволяет уменьшить количество выводов и разъемов, а также размер и качество радиационной защиты, поскольку SiC-электроника может не только работать при высоких температурах, но и обладать высокой амплитудно-радиационной стойкостью. Если стоимость запуска спутника на околоземную орбиту измеряется массой, то снижение массы с помощью SiC-электроники могло бы улучшить экономику и конкурентоспособность спутниковой индустрии.
Космический корабль, использующий устройства из карбида кремния, устойчивые к высокотемпературному облучению, может быть использован для выполнения более сложных миссий вокруг Солнечной системы. В будущем, когда люди будут выполнять миссии вокруг Солнца и на поверхности планет Солнечной системы, электронные устройства SiC с превосходными характеристиками высокой температуры и радиационной стойкости будут играть ключевую роль для космических кораблей, работающих вблизи Солнца, использование SiC электронных устройств. устройства могут снизить защиту космических кораблей и оборудования для отвода тепла. Поэтому на каждом корабле можно установить больше научных приборов.
Время публикации: 23 августа 2022 г.