كيف تستخدم أشباه الموصلات في السيارات

تعتبر أشباه الموصلات أحد أهم التطورات التكنولوجية في القرن العشرين ويقال إنها ركيزة مهمة في صناعة تكنولوجيا المعلومات. اليوم ، يتم استخدامها في مجموعة مذهلة من التقنيات. ستقدم هذه المقالة نظرة عامة على كيفية استخدام أشباه الموصلات في السيارات. تالياً كيف تستخدم أشباه الموصلات في السيارات.

أشباه الموصلات - نظرة عامة.

لأشباه الموصلات خصائص تقع في مكان ما بين الموصل (مادة موصلة للكهرباء) والعازل (مادة لا توصل الكهرباء). تتمثل الوظيفة الرئيسية لأشباه الموصلات في التحكم في التيار الكهربائي.

عادة ما تصنع أشباه الموصلات من عناصر نقية ، عادة من السيليكون ، أو مركبات مثل زرنيخيد الغاليوم أو كربيد السيليكون. يتم تغيير خصائص مثل الموصلية بواسطة المنشطات ، وهي إدخال الشوائب. تساعد المنشطات أشباه الموصلات على تلبية الاحتياجات المحددة للمكون الذي سيتم تثبيته فيه. المواد الأكثر شيوعًا المستخدمة هي المواد الصلبة البلورية ، ولكن يتم أيضًا استخدام أشباه الموصلات السائلة وغير المتبلورة ، وإن كانت ذات سعة أقل بكثير.

يمكن أن تعرض أجهزة أشباه الموصلات مجموعة من الخصائص المفيدة. وتشمل هذه تمرير التيار بسهولة أكبر في اتجاه واحد بدلاً من الآخر ، والحساسية للضوء أو الحرارة ، وإظهار مقاومة متغيرة. تستخدم الأجهزة المصنوعة من أشباه الموصلات للتبديل والتضخيم وتحويل الطاقة بسبب تعديلها عن طريق المنشطات أو عن طريق تطبيق المجالات الضوئية أو الكهربائية.

تم اختراع الترانزستور في عام 1947 ، والذي بدأ البحث في مجال أشباه الموصلات ، حيث مُنحت جائزة نوبل في الفيزياء لعام 1956 لكل من شوكلي وباردين وبراتين لمساهمتهم في البحث في هذا المجال. ثم نمت صناعة أشباه الموصلات بشكل كبير ، وبحلول عام 1957 كانت قيمتها بالفعل 100 مليون دولار.

منذ اختراع الشريحة المتكاملة (IC) في عام 1967 ، أصبحت صناعة أشباه الموصلات خاصة بها ، حيث قدمت مساهمة لا تقدر بثمن للعالم الحديث ، وإيجاد تطبيقات في كل التقنيات الحالية تقريبًا. يتم إنشاء منتجات أصغر وأرخص وأسرع بشكل تدريجي على أساس منتظم ، مع تضاعف عدد الترانزستورات في IC كل 18 شهرًا تقريبًا.

الأنواع الشائعة لأجهزة أشباه الموصلات.

أجهزة أشباه الموصلات هي أجهزة تعمل وفقًا لمبادئ أشباه الموصلات. هناك مجموعة متنوعة من هذه الأجهزة التي يمكن تضمينها في المكونات الإلكترونية الشائعة. وتشمل هذه:

• ثنائيات الليزر
• الثنائيات الباعثة للضوء (LED)
• الترانزستورات الضوئية
• الترانزستورات ثنائية القطب
• الترانزستورات ثنائية القطب ذات البوابة المعزولة (IGBTs)
• قارنات ضوئية
• الثايرستور
• تأثير الترانزستور الميدان

مستشعرات تأثير القاعة (مستشعرات المجال المغناطيسي)

تُستخدم أشباه الموصلات في مكونات مهمة لصناعة تكنولوجيا المعلومات مثل رقائق الذاكرة ، والمكونات المتكاملة القياسية ، وأنظمة المكونات على رقاقة ، ووحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات.

استخدام أشباه الموصلات في صناعة السيارات.

في الأساس ، أصبحت السيارات بشكل متزايد أجهزة كمبيوتر على عجلات. وهي تشتمل الآن على عناصر مثل شاشات العرض الرأسية ، ومساعدات القيادة المستقلة ، وأجهزة الاستشعار ، وتكامل الهاتف الخلوي والاتصالات ، وعناصر عالية الأداء في محركاتها. هذا ممكن بفضل أشباه الموصلات ، التي تقود الابتكار في تقدم المركبات.

على الرغم من أن أشباه الموصلات المستخدمة في المركبات تمثل نسبة صغيرة من إجمالي أشباه الموصلات المنتجة ، إلا أنها تتوافق مع المتطلبات الفنية والنوعية المحددة. يتم الإبلاغ عن أساس ملاءمة أشباه موصلات معينة في تطبيق السيارة من خلال تعريفات النظام الخاصة بالتطبيق واتساق التصنيع.

متطلبات الجودة عالية.

كهربة السيارة - جعلت أشباه الموصلات من الممكن استبدال الأنظمة اليدوية بالأنظمة الكهربائية. توفر كهربة الأنظمة الرئيسية مزايا مثل زيادة كفاءة السيارة وتقليل انبعاثات الكربون وتقليل الاعتماد على النفط.

السلامة ومساعدة السائق - أدت الحاجة المتزايدة إلى أنظمة أفضل للسلامة ومساعدة السائق في السيارات إلى توفير مكانة مناسبة لأشباه الموصلات. أصبحت الوظائف الذكية مثل الكاميرات الاحتياطية ، واكتشاف النقطة العمياء ، والتحكم التكيفي في التطواف ، ومساعدة تغيير المسار ، ونشر الوسادة الهوائية ، وأنظمة الكبح في حالات الطوارئ ، كلها ممكنة من خلال تكامل تقنيات أشباه الموصلات.

الاتصال - تعمل السيارات بشكل متزايد على دمج التكنولوجيا التي تعمل على تحسين اتصالها. تشتمل السيارات الجديدة في السوق على تقنيات معلوماتية أكثر تطوراً (نقل البيانات لمسافات طويلة) وقدرات المعلومات والترفيه التي تغذي السائقين بمعلومات عن عوامل مثل إغلاق الطرق وتجنب الاصطدام وحتى أماكن وقوف السيارات المجانية في وجهتهم. يتعين على أجهزة الكمبيوتر الموجودة على متن الطائرة والتي تتعامل مع هذه المعلومات معالجة ملايين الأسطر من التعليمات البرمجية كل ثانية. تسمح أشباه الموصلات للسيارات بالبقاء على اتصال في الوقت الفعلي.

تعتبر أشباه الموصلات مفتاحًا لمستقبل السيارة الكهربائية cle (EV) لأنها تساعد في التحكم في مجموعة نقل الحركة والبطارية. حيث تُستخدم أشباه الموصلات أيضًا في مجموعة متنوعة من شاشات اللمس المثبتة في لوحة القيادة وفي الجزء الخلفي من مقاعد الركاب.

أشباه الموصلات - قيادة التطور المستقبلي للتكنولوجيا داخل السيارة.

تطورت أشباه الموصلات خلال العقود القليلة الماضية لتجد استخدامها في كل ركن من أركان حياتنا اليومية تقريبًا. نظرًا لأن صناعة السيارات تتطلب مزيدًا من الذكاء الاصطناعي والتطور ، فسيتم دمج أشباه الموصلات بشكل متزايد في الأنظمة المدمجة لمجموعة متنوعة من التطبيقات.

استنتاج.

مع القيادة الذاتية التي تقترب من الزاوية ، ستكون أجهزة أشباه الموصلات المتطورة بشكل متزايد ركيزة للتقدم التكنولوجي الذي يجعلها ممكنة. مع التركيز على احتمال الانتقال بعيدًا عن تجربة القيادة إلى تجربة الراكب ، يمكن أن يكون هناك تحول إلى التركيز المتزايد على التصميمات الداخلية والراحة والإنتاجية. مما لا شك فيه أن صناعات أشباه الموصلات والسيارات تسير معًا في طريق طويل ومثير.