מבוא לתחומי היישום של מוליכים למחצה

מוליכים למחצה משמשים במעגלים משולבים, מוצרי אלקטרוניקה, מערכות תקשורת, ייצור חשמל פוטו-וולטאי, יישומי תאורה, המרת הספק גבוה ותחומים אחרים.
יישומים פוטו-וולטאיים
האפקט הפוטו-וולטאי של חומרים מוליכים למחצה הוא העיקרון הבסיסי מאחורי פעולתם של תאים סולאריים. בשלב זה, היישום הפוטו-וולטאי של חומרים מוליכים למחצה הפך לנושא חם והוא כיום שוק האנרגיה הנקייה הצומח והמפותח ביותר בעולם. החומר העיקרי של תאים סולאריים הוא חומר מוליכים למחצה. הקריטריון העיקרי לשיפוט איכות התאים הסולאריים הוא שיעור ההמרה הפוטואלקטרי. ככל ששיעור ההמרה הפוטואלקטרי גבוה יותר, כך יעילות העבודה של התא הסולארי גבוהה יותר. על פי החומרים השונים המוליכים למחצה בהם נעשה שימוש, תאים סולאריים מחולקים לתאי סולרי סיליקון גבישי, תאי סרט דק ותאי תרכובת III-V.
יישומי תאורה
LED היא דיודה פולטת אור הבנויה על טרנזיסטור מוליכים למחצה. מקור האור המוליך למחצה בטכנולוגיית LED קטן בגודלו וניתן לארוז בצורה שטוחה. הוא מייצר חום נמוך במהלך הפעולה, הוא חסכוני באנרגיה ויעיל, בעל חיי מוצר ארוכים, מהירות תגובה מהירה, ירוק ונטול זיהום, ויכול גם הוא פותח למוצר קל, דק וקצר. ברגע שהוא יצא, הוא הפך מהר מאוד לפופולרי והפך לדור חדש של מקורות תאורה איכותיים. כיום הוא נמצא בשימוש נרחב בחיינו. יש לו יישומים בתחומים שונים כמו רמזורים, מקורות תאורה אחורית למוצרים אלקטרוניים, מקורות אור לייפות סצינות לילה עירוניות ותאורה פנימית.
המרת הספק גבוה
ההמרה ההדדית של זרם חילופין וזרם ישר חשובה מאוד לשימוש במכשירי חשמל ומהווה הגנה הכרחית למכשירי חשמל. זה מצריך שימוש בהתקני המרת חשמל אחרים. לסיליקון קרביד מתח פירוק גבוה, מרווח פס רחב ומוליכות תרמית גבוהה. לכן, התקני מוליכים למחצה SiC מתאימים מאוד ליישומים במצבים עם צפיפות הספק ותדירות מיתוג גבוהים. התקני המרת חשמל הם אחד מהם. הביצועים המצוינים של רכיבי סיליקון קרביד בטמפרטורה גבוהה, בלחץ גבוה ובתדירות גבוהה הפכו אותם לשימוש נרחב בקידוח בארות עמוקות, ממירים בהתקני ייצור חשמל, ממירי אנרגיה בכלי רכב היברידיים חשמליים, המרת כוח מתיחה של רכבת קלה ותחומים נוספים. בשל היתרונות של SiC עצמו והדרישה הנוכחית בתעשייה לחומרי מוליכים למחצה קלים ובעלי יעילות המרה גבוהה, SiC יחליף את Si ויהפוך לחומר המוליך למחצה הנפוץ ביותר.