كيف يتم تطبيق أشباه الموصلات في الصناعة الحرارية
المبدد الحراري هو مصطلح عام لسلسلة من الأجهزة المستخدمة لتوصيل الحرارة وإطلاقها. سوف تمتص معظم المبددات الحرارية الحرارة عن طريق ملامسة سطح أجزاء التسخين، ثم تنقل الحرارة إلى أماكن أخرى من خلال التوصيل الحراري، والذي يتضمن وضع تبديد الحرارة للمشتت الحراري، وهو الطريقة الرئيسية لتبديد حرارة المبرد. في الديناميكا الحرارية، تبديد الحرارة هو نقل الحرارة. يتم نقل الحرارة بشكل أساسي بثلاث طرق: التوصيل الحراري، والحمل الحراري، والإشعاع الحراري.
بالإضافة إلى تبريد الهواء الشائع وتبديد حرارة التبريد السائل، فإن المبدد الحراري لوحدة المعالجة المركزية الذي يمكننا استخدامه يمكن أن يكون أيضًا مبددًا حراريًا لأشباه الموصلات. المبدأ الأساسي للمبدد الحراري لأشباه الموصلات هو نقل الحرارة إلى الطرف الساخن (الزعنفة) من خلال أشباه الموصلات وإزالة حرارة الزعنفة من خلال المروحة. لذلك، يتم تبديد الحرارة بشكل أساسي من خلال المروحة والزعنفة، ولكن الحرارة تنتقل عبر أشباه الموصلات. لذلك، يتم استخدام معظم استهلاك الطاقة للمشعاع أشباه الموصلات لتشغيل المواد الموصلة للحرارة.
تشير أشباه الموصلات إلى المادة التي تكون موصليتها بين الموصل والعازل في درجة حرارة الغرفة. تشمل مواد أشباه الموصلات الشائعة السيليكون، والجرمانيوم، وزرنيخيد الغاليوم، وفوسفيد الإنديوم، وما إلى ذلك. ويعد السيليكون أكثر مواد أشباه الموصلات نجاحًا واستخدامًا على نطاق واسع في التطبيقات التجارية بين جميع أنواع أشباه الموصلات. وستكون لبلورات أشباه الموصلات موصلية يمكن التحكم فيها بعد تطعيمها بعناصر شوائب محددة، والتي يجعل أشباه الموصلات أفضل مادة لتصنيع الرقائق الإلكترونية. نظرًا للطلب على الرقائق في مجال الإلكترونيات الاستهلاكية ومركبات الطاقة الجديدة والأجهزة المنزلية الذكية ومحطات الاتصالات الأساسية وغيرها من المجالات، فقد شكلت الرقائق طلبًا مرتفعًا في السنوات الأخيرة. نظرًا للقيود الفنية والتكاليف، أصبحت موارد الرقائق محدودة أكثر فأكثر، وأصبحت أشباه الموصلات محط اهتمام السوق.
على الرغم من التطور السريع لأشباه الموصلات، إلا أن تطوير المواد لم ينضج بعد. من المتوقع أن يستغرق تصنيع ونضج عملية جيل جديد من رقائق أشباه الموصلات وقتًا طويلاً. في لحظة البحث عن بدائل وتدهور استهلاك الرقائق، ستصبح مشكلة تبديد الحرارة هي المشكلة العاجلة التالية التي يجب حلها في المجالات ذات الطلب المرتفع ومتطلبات الأداء العالي للرقائق مثل الإلكترونيات الاستهلاكية ومركبات الطاقة الجديدة.
