TO-220-2L প্যাকেজ 650V SiC শটকি ডায়োড EL-SAF01 665JA ডেটাশিট - প্যাকেজ মাত্রা 15.6x9.99x4.5mm - ভোল্টেজ 650V - কারেন্ট 16A - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

1. পণ্যের সারসংক্ষেপ

EL-SAF01 665JA হল একটি সিলিকন কার্বাইড শটকি ব্যারিয়ার ডায়োড যা উচ্চ দক্ষতা এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার রূপান্তর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিশেষভাবে ডিজাইন করা হয়েছে। এই ডিভাইসটি স্ট্যান্ডার্ড TO-220-2L প্যাকেজে তৈরি এবং সিলিকন কার্বাইডের উৎকৃষ্ট উপাদান বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে, যা প্রচলিত সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডের চেয়ে অনেক উন্নত পারফরম্যান্স প্রদান করে। এর মূল কাজ হল একমুখী কারেন্ট পরিবহন সরবরাহ করা, পাশাপাশি অত্যন্ত কম সুইচিং লস এবং রিভার্স রিকভারি চার্জ থাকায় এটি আধুনিক পাওয়ার সাপ্লাই এবং ইনভার্টারের জন্য আদর্শ পছন্দ যেখানে দক্ষতা এবং পাওয়ার ঘনত্বের কঠোর প্রয়োজন রয়েছে।

এই উপাদানের প্রধান লক্ষ্য বাজারগুলির মধ্যে রয়েছে স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই, সৌর রূপান্তর সিস্টেম, অনবরত বিদ্যুৎ সরবরাহ, মোটর ড্রাইভ নিয়ন্ত্রক এবং ডেটা সেন্টার পাওয়ার অবকাঠামো নিয়ে কাজ করা ডিজাইনার এবং প্রকৌশলীরা। এর প্রধান সুবিধা হল উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সিস্টেম ডিজাইনকে সমর্থন করা, যার ফলে প্যাসিভ উপাদানগুলির (যেমন ইন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটার) আকার কমানো যায়, যা সামগ্রিক সিস্টেমের খরচ এবং আয়তন সাশ্রয় করতে পারে। উপরন্তু, এর কম তাপীয় প্রতিরোধের বৈশিষ্ট্য তাপ অপসারণের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে, যা সহজ এবং আরও নির্ভরযোগ্য তাপ ব্যবস্থাপনা সমাধান বাস্তবায়নে সহায়তা করে।

2. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

2.1 বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

বৈদ্যুতিক পরামিতি নির্দিষ্ট শর্তে ডায়োডের অপারেটিং সীমানা এবং কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে।

• সর্বোচ্চ পুনরাবৃত্ত শীর্ষ বিপরীত ভোল্টেজ:650V। এটি বিপরীত পক্ষপাত দিকে ডায়োড দ্বারা সহ্য করা যায় এমন সর্বোচ্চ তাৎক্ষণিক ভোল্টেজ যা ভাঙ্গন ছাড়াই সহ্য করতে পারে। এটি 400V এসি সংশোধন বা বুস্ট PFC পর্যায়ের মতো অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ভোল্টেজ রেটিং সংজ্ঞায়িত করে।
• অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট:16A। এটি ডিভাইসের সর্বোচ্চ গড় ফরওয়ার্ড কারেন্ট যা অবিচ্ছিন্নভাবে পরিচালনা করতে পারে, সাধারণত 25°C কেস তাপমাত্রায় নির্দিষ্ট করা হয়। উচ্চতর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় ডিরেটিং প্রয়োজন।
• ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ:IF=16A, Tj=25°C-এ, টাইপিক্যাল মান 1.5V, সর্বোচ্চ মান 1.85V। কন্ডাকশন লস গণনার জন্য এই প্যারামিটার অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। ডেটাশিট সর্বোচ্চ জাংশন তাপমাত্রায় VF-এর মানও নির্দিষ্ট করে, যা সাধারণত বেশি হয় এবং ওয়ার্স্ট-কেস লস ক্যালকুলেশনের জন্য খুবই গুরুত্বপূর্ণ।
• রিভার্স কারেন্ট:অত্যন্ত কম লিকেজ কারেন্ট, VR=520V, Tj=25°C-এ টাইপিক্যাল মান 2µA। উচ্চ তাপমাত্রায়ও এর লিকেজ কারেন্ট নিয়ন্ত্রণযোগ্য স্তরে থাকে। কম লিকেজ কারেন্ট স্ট্যান্ডবাই পাওয়ার খরচ সর্বনিম্ন রাখে।
• টোটাল ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ:এটি সিলিকন কার্বাইড শটকি ডায়োডের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার, VR=400V এ যার টাইপিক্যাল মান 22nC। প্রচলিত ডায়োডের বিপরীতে, সিলিকন কার্বাইড শটকি ডায়োডে সংখ্যালঘু বাহক সঞ্চয় নেই, তাই এর সুইচিং লস মূলত ক্যাপাসিটিভ। QC প্রতিটি সুইচিং চক্রে যে চার্জ সরবরাহ/মুক্ত করতে হয় তার প্রতিনিধিত্ব করে, যা সরাসরি সুইচিং লসকে প্রভাবিত করে। এই নিম্ন মান উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন সম্ভব করে তোলে।

2.2 তাপীয় বৈশিষ্ট্য

নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতার জন্য তাপ ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

• জাংশন-টু-কেস তাপীয় প্রতিরোধ:সাধারণ মান হল 1.3°C/W। এই কম মানটি সেমিকন্ডাক্টর জাংশন থেকে প্যাকেজ কেস পর্যন্ত তাপ স্থানান্তরের উচ্চ দক্ষতা নির্দেশ করে। এটি বিদ্যুৎ অপচয় দ্বারা উৎপন্ন তাপ কেসের সাথে সংযুক্ত একটি হিট সিঙ্কের মাধ্যমে কার্যকরভাবে অপসারণের অনুমতি দেয়।
• সর্বোচ্চ জাংশন তাপমাত্রা:175°C। এটি সিলিকন কার্বাইড জাংশন পৌঁছাতে পারে এমন পরম সর্বোচ্চ তাপমাত্রা। এই সীমার কাছাকাছি অপারেশন দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা হ্রাস করে, তাই নকশায় একটি মার্জিন রাখার পরামর্শ দেওয়া হয়।
• মোট পাওয়ার অপচয়:Tc=25°C এ 115W। এটি আদর্শ কুলিং অবস্থার অধীনে ডিভাইসটি অপচয় করতে পারে এমন সর্বোচ্চ শক্তি। বাস্তব-বিশ্বের অ্যাপ্লিকেশনে, অনুমোদিত অপচয় শক্তি কম হয় এবং এটি হিটসিঙ্কের কেসকে নিম্ন তাপমাত্রায় রাখার ক্ষমতার উপর নির্ভর করে।

2.3 সর্বোচ্চ রেটিং এবং রোবাস্টনেস

এই রেটিংগুলি স্থায়ী ক্ষতি ঘটতে পারে এমন পরম সীমা নির্ধারণ করে।

• সার্জ নন-রিপিটিটিভ ফরওয়ার্ড কারেন্ট:10ms অর্ধ-সাইন ওয়েভের জন্য 56A। এই রেটিংটি ডায়োডের শর্ট সার্কিট বা সার্জ কারেন্ট ইভেন্ট সহ্য করার ক্ষমতা নির্দেশ করে, যা ত্রুটির অবস্থায় নির্ভরযোগ্যতার একটি গুরুত্বপূর্ণ কারণ।
• স্টোরেজ তাপমাত্রা পরিসীমা:-55°C থেকে +175°C। ডিভাইসটি যখন পাওয়ার অন থাকে না তখন তার নিরাপদ তাপমাত্রা পরিসীমা সংজ্ঞায়িত করে।
• ইনস্টলেশন টর্ক:M3 বা 6-32 স্ক্রুগুলির জন্য, 0.8 থেকে 8.8 N·m। প্যাকেজ হিট সিঙ্ক এবং কুলার এর মধ্যে ভাল তাপীয় যোগাযোগের জন্য উপযুক্ত টর্ক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

3. কর্মক্ষমতা বক্ররেখা বিশ্লেষণ

ডেটাশিট ডিভাইসের আচরণের কয়েকটি গ্রাফিকাল উপস্থাপনা প্রদান করে, যা বিস্তারিত নকশার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

• ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ-ফরওয়ার্ড কারেন্ট বৈশিষ্ট্য:এই গ্রাফটি বিভিন্ন জাংশন তাপমাত্রায় ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ বনাম ফরওয়ার্ড কারেন্টের সম্পর্ক প্রদর্শন করে। এটি শুধুমাত্র টেবিলে দেওয়া একটি একক ডেটা পয়েন্ট নয়, বরং বিভিন্ন অপারেটিং পয়েন্টে কন্ডাকশন লসের সঠিক গণনার জন্য ব্যবহৃত হয়। বক্ররেখাটি সাধারণত দেখায় যে, একটি নির্দিষ্ট কারেন্টের জন্য, VF তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সামান্য হ্রাস পায়, যা একটি Schottky ডায়োডের বৈশিষ্ট্য।
• বিপরীত ভোল্টেজ-বিপরীত কারেন্ট বৈশিষ্ট্য:একাধিক তাপমাত্রায় সাধারণত বিপরীত লিকেজ কারেন্ট বনাম বিপরীত ভোল্টেজের সম্পর্ক অঙ্কন করা হয়। এটি ডিজাইনারদের অফ-স্টেট ক্ষতি বুঝতে এবং প্রয়োগের সর্বোচ্চ ভোল্টেজ ও তাপমাত্রায় লিকেজ কারেন্ট গ্রহণযোগ্য কিনা তা নিশ্চিত করতে সহায়তা করে।
• বিপরীত ভোল্টেজ-জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স বৈশিষ্ট্য:ডায়োডের জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স কীভাবে রিভার্স ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হয় তা প্রদর্শন করে। ক্যাপাসিট্যান্স রিভার্স ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। ক্যাপাসিটিভ সুইচিং আচরণ মডেলিং এবং নির্দিষ্ট অপারেটিং ভোল্টেজে QC গণনার জন্য এই গ্রাফটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• সর্বোচ্চ ফরওয়ার্ড কারেন্ট - কেস টেম্পারেচার বৈশিষ্ট্য:এটি ব্যাখ্যা করে যে সর্বোচ্চ অনুমোদিত অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট কীভাবে কেস টেম্পারেচার বৃদ্ধির সাথে ডেরেট করা আবশ্যক। এটি থার্মাল ডিজাইনের প্রধান চার্ট, যা প্রয়োজনীয় হিট সিঙ্ক কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে।
• পাওয়ার ডিসিপেশন বনাম কেস টেম্পারেচার:বর্তমান ডেরেটিংয়ের অনুরূপ, এটি দেখায় কিভাবে সর্বাধিক অনুমোদিত শক্তি খরচ কেস তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়।
• সার্জ কারেন্ট-পালস প্রস্থ বৈশিষ্ট্য:স্ট্যান্ডার্ড 10ms ছাড়া অন্য পালস প্রস্থে সার্জ কারেন্ট ক্ষমতার বিস্তারিত বিবরণ দেয়। এটি বিভিন্ন ক্ষণস্থায়ী অবস্থার অধীনে টিকে থাকার ক্ষমতা মূল্যায়ন করতে অনুমতি দেয়।
• সঞ্চিত ক্যাপাসিটর শক্তি-বিপরীত ভোল্টেজ বৈশিষ্ট্য:সঞ্চিত ক্যাপাসিটর শক্তি এবং বিপরীত ভোল্টেজের মধ্যে সম্পর্ক অঙ্কন করা হয়েছে। সুইচিং ক্ষতি শক্তি এখান থেকে উদ্ভূত করা যেতে পারে।
• ক্ষণস্থায়ী তাপীয় প্রতিবন্ধকতা-পালস প্রস্থ সম্পর্ক:সংক্ষিপ্ত শক্তি স্পন্দনের সময় তাপমাত্রা বৃদ্ধি মূল্যায়নের জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। একটি একক সংক্ষিপ্ত স্পন্দনের তাপীয় প্রতিবন্ধকতা স্থির-অবস্থার জংশন-থেকে-কেস তাপীয় প্রতিরোধের চেয়ে কম, যা জংশনকে অতিরিক্ত গরম না করেই উচ্চতর তাৎক্ষণিক শক্তি অনুমোদন করে।

4. যান্ত্রিক ও প্যাকেজিং তথ্য

4.1 Package Outline and Dimensions

এই ডিভাইসটি শিল্প-মানের TO-220-2L প্যাকেজে তৈরি। ডেটাশিটের মূল মাত্রাগুলির মধ্যে রয়েছে:

• মোট দৈর্ঘ্য: 15.6 mm
• 总宽度：9.99 mm总高度：4.5 mm
• পিন ব্যবধান: 5.08 মিমি
• মাউন্টিং হোল দূরত্ব: 8.70 মিমি
• যান্ত্রিক সংহতি এবং PCB প্যাড ডিজাইনের সুবিধার্থে হিট সিঙ্কের মাত্রা এবং পিন গঠনের বিবরণ প্রদান করা হয়েছে।

4.2 Pin Configuration and Polarity

পিন সংজ্ঞা স্পষ্ট:

• পিন 1:ক্যাথোড।
• পিন 2:অ্যানোড।
• কেস:এই ধাতব তাপ সিঙ্কটি বৈদ্যুতিকভাবে ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত। এই সংযোগ নিরাপত্তা এবং নকশার জন্য গুরুত্বপূর্ণ: তাপ সিঙ্কটি ক্যাথোড বিভব থাকবে, তাই সার্কিটের অন্যান্য অংশ ভিন্ন বিভব থাকলে এটি বিচ্ছিন্ন করতে হবে। উপযুক্ত অন্তরক কিট ব্যবহার করা প্রয়োজন।

4.3 সুপারিশকৃত PCB প্যাড লেআউট

PCB ডিজাইনের জন্য একটি পৃষ্ঠ-মাউন্ট পিন ফর্মড প্যাড লেআউট সুপারিশ করা হয়েছে। এটি নিশ্চিত করে যে যখন ডিভাইসটি PCB-তে মাউন্ট করা হয়, তখন সোল্ডার জয়েন্টগুলি ভালভাবে গঠিত হয় এবং যান্ত্রিকভাবে স্থিতিশীল থাকে, যা সাধারণত হিট সিঙ্কের সাথে ব্যবহার করা হয়।

5. ওয়েল্ডিং এবং সংযোজন নির্দেশিকা

প্রদত্ত উদ্ধৃতিতে বিস্তারিত রিফ্লো ঢালাই বক্ররেখা না থাকলেও, TO-220 প্যাকেজ পাওয়ার ডিভাইসের জন্য সাধারণ নির্দেশিকা নিম্নরূপ:

• অপারেশন:স্ট্যাটিক ইলেকট্রিক ডিসচার্জ থেকে সুরক্ষার ব্যবস্থা নিন, কারণ সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি সংবেদনশীল হতে পারে।
• সোল্ডারিং:পিনের থ্রু-হোল ইনস্টলেশনের জন্য, স্ট্যান্ডার্ড ওয়েভ সোল্ডারিং বা হ্যান্ড সোল্ডারিং টেকনিক ব্যবহার করা যেতে পারে। প্যাকেজের তাপমাত্রা দীর্ঘ সময়ের জন্য সর্বোচ্চ স্টোরেজ তাপমাত্রা অতিক্রম করা উচিত নয়। সারফেস মাউন্ট পিন গঠনের জন্য, লিড-ফ্রি কম্পোনেন্টের জন্য স্ট্যান্ডার্ড রিফ্লো প্রোফাইল অনুসরণ করুন।
• হিট সিঙ্ক ইনস্টলেশন:
  1. নিশ্চিত করুন যে হিট সিঙ্ক এবং ডায়োড হিট সিঙ্কের ইনস্টলেশন পৃষ্ঠ পরিষ্কার, সমতল এবং বার্নমুক্ত।
  2. তাপ স্থানান্তর উন্নত করতে একটি পাতলা এবং সমান তাপ ইন্টারফেস উপাদান প্রয়োগ করুন।
  3. বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন হলে, অন্তরক স্পেসার এবং কাঁধযুক্ত ওয়াশার সহ স্ক্রু ব্যবহার করুন। অন্তরকের উভয় পাশে তাপীয় পেস্ট প্রয়োগ করুন।
  4. M3 বা 6-32 স্ক্রু এবং নাট ব্যবহার করে নির্দিষ্ট মাউন্টিং টর্ক প্রয়োগ করে ডায়োড সুরক্ষিত করুন। প্যাকেজ ক্ষতি বা থ্রেড স্ট্রিপিং এড়াতে অত্যধিক শক্ত করে টাইট করবেন না।
• সংরক্ষণ:নির্ধারিত তাপমাত্রার সীমার মধ্যে, শুষ্ক, ইলেক্ট্রোস্ট্যাটিক সুরক্ষিত পরিবেশে সংরক্ষণ করুন।

6. প্রয়োগের পরামর্শ

6.1 সাধারণ প্রয়োগ সার্কিট

• পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন বুস্ট ডায়োড:কন্টিনিউয়াস কন্ডাকশন মোড বুস্ট PFC সার্কিটে, উচ্চ সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে উচ্চ দক্ষতা অর্জনের জন্য ডায়োডের কম QC এবং দ্রুত সুইচিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি মূল সুইচ চালু থাকাকালীন উচ্চ ভোল্টেজ স্ট্রেস সহ্য করে।
• সোলার মাইক্রো ইনভার্টার আউটপুট স্টেজ:উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইনভার্টার ব্রিজ বা ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে ব্যবহৃত হয়। এর উচ্চ-তাপমাত্রা সামর্থ্য সৌর প্রয়োগের কঠোর পরিবেশগত অবস্থার জন্য উপযুক্ত।
• অনবরত বিদ্যুৎ সরবরাহ ইনভার্টার/কনভার্টার:DC-AC ইনভার্টার বা DC-DC কনভার্টার পর্যায়ে ফ্রিওহিলিং বা ক্ল্যাম্প ডায়োড হিসাবে কাজ করে, সামগ্রিক সিস্টেমের দক্ষতা বৃদ্ধি করে।
• মোটর ড্রাইভ ডিসি বাস ক্ল্যাম্পিং/ফ্রিওহিলিং ডায়োড:মোটর উইন্ডিং থেকে ইন্ডাকটিভ শক্তি ক্ল্যাম্প করে, IGBT বা MOSFET কে ভোল্টেজ স্পাইক থেকে রক্ষা করা।

6.2 মূল নকশা বিবেচনা

• বাফার সার্কিট:সুইচিং গতি অত্যন্ত দ্রুত এবং QC কম হওয়ায়, সার্কিটের পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স উল্লেখযোগ্য ভোল্টেজ ওভারশুট সৃষ্টি করে। লুপ এরিয়া কমানোর জন্য PCB লেআউট সাবধানে ডিজাইন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। রিংিং দমনের জন্য ডায়োড জুড়ে একটি RC স্নাবার সার্কিট ব্যবহারের প্রয়োজন হতে পারে।
• তাপীয় নকশা:মোট শক্তি ক্ষতি গণনা করুন। সর্বোচ্চ জাংশন তাপমাত্রা, জাংশন-টু-কেস তাপীয় প্রতিরোধ এবং আনুমানিক হিটসিঙ্ক তাপীয় প্রতিরোধ ব্যবহার করে নিশ্চিত করুন যে জাংশন তাপমাত্রা নিরাপদ মার্জিনের মধ্যে থাকে।
• সমান্তরাল অপারেশন:ডেটাশীট নির্দেশ করে যে ডিভাইসটি তাপীয় রানওয়ে ছাড়াই সমান্তরালে ব্যবহার করা যেতে পারে। এটি উচ্চ কারেন্টে ফরওয়ার্ড ভোল্টেজের ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগের কারণে, যা কারেন্ট শেয়ারিংকে উন্নীত করে। যাইহোক, সর্বোত্তম কারেন্ট শেয়ারিংয়ের জন্য, লেআউট প্রতিসম নিশ্চিত করা উচিত এবং সংশ্লিষ্ট স্যুইচগুলি চালনা করার সময় পৃথক গেট রেজিস্টর ব্যবহার করা উচিত।
• ভোল্টেজ ডেরেটিং:দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করার জন্য, বিশেষত উচ্চ তাপমাত্রা বা উচ্চ নির্ভরযোগ্যতা প্রয়োগে, অপারেটিং রিভার্স ভোল্টেজের জন্য ডেরেটিং বিবেচনা করা উচিত।

7. প্রযুক্তিগত তুলনা ও সুবিধা

স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন ফাস্ট রিকভারি ডায়োড এমনকি আল্ট্রা ফাস্ট রিকভারি ডায়োডের তুলনায়, EL-SAF01 665JA-এর উল্লেখযোগ্য সুবিধা রয়েছে:

• মূলত শূন্য রিভার্স রিকভারি চার্জ:সিলিকন ডায়োডে মাইনরিটি ক্যারিয়ার স্টোরেজের কারণে উল্লেখযোগ্য Qrr থাকে, যা সুইচ-অফের সময় বড় কারেন্ট স্পাইক এবং লস সৃষ্টি করে। সিলিকন কার্বাইড শটকি ডায়োড হল মেজরিটি ক্যারিয়ার ডিভাইস, তাই এর Qrr নগণ্য। সুইচিং লস সম্পূর্ণরূপে ক্যাপাসিটিভ এবং Qrr-ভিত্তিক লসের চেয়ে অনেক কম।
• উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা:সিলিকন কার্বাইডের প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা 175°C পর্যন্ত পৌঁছাতে দেয়, যেখানে অনেক সিলিকন ডায়োড 150°C বা 125°C হয়, যা এটিকে আরও উত্তপ্ত পরিবেশে কাজ করতে বা ছোট হিটসিঙ্ক ব্যবহার করতে সক্ষম করে।
• উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষমতা:কম QC এবং শূন্য Qrr এর সমন্বয় 100 kHz-এরও অনেক উপরে ফ্রিকোয়েন্সিতে দক্ষ অপারেশন সম্ভব করে, যার ফলে চৌম্বকীয় উপাদানগুলিকে উল্লেখযোগ্যভাবে ছোট করা যায়।
• উচ্চ তাপমাত্রায় কম ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ:যদিও কক্ষ তাপমাত্রায় VF সিলিকন শটকি ডায়োডের সমতুল্য হতে পারে, তবে সিলিকন কার্বাইড শটকি ডায়োডের VF তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে তুলনামূলকভাবে কম বৃদ্ধি পায়, ফলে এটি উন্নত উচ্চ-তাপমাত্রা পরিবাহিতা প্রদর্শন করে।

8. সাধারণ প্রশ্নাবলী

8.1 প্রযুক্তিগত প্যারামিটার ভিত্তিক

প্রশ্ন: QC হল 22nC। সুইচিং লস কীভাবে গণনা করবেন?
উত্তর: প্রতিটি সুইচিং চক্রের শক্তি ক্ষতি প্রায় E_sw ≈ 0.5 * QC * V, যেখানে V হল বন্ধ অবস্থায় প্রতিরোধক বিপরীত ভোল্টেজ। উদাহরণস্বরূপ, 400V-এ, E_sw ≈ 0.5 * 22nC * 400V = 4.4µJ। সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি দ্বারা গুণ করে পাওয়ার লস পাওয়া যায়: P_sw = E_sw * f_sw। 100 kHz-এ, P_sw ≈ 0.44W।

প্রশ্ন: কেন খাপ ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত? সর্বদা কি বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন?
উত্তর: তাপীয় এবং যান্ত্রিক কারণে, অভ্যন্তরীণ চিপটি ক্যাথোড হিট সিঙ্কের সাথে বৈদ্যুতিকভাবে সংযুক্ত একটি সাবস্ট্রেটে মাউন্ট করা হয়। যদি হিট সিঙ্ক সার্কিটের ক্যাথোড পটেনশিয়াল থেকে ভিন্ন হয়, তাহলে বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন। যদি ক্যাথোড গ্রাউন্ডেড থাকে এবং হিট সিঙ্কও গ্রাউন্ডেড থাকে, তাহলে বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন নাও হতে পারে, কিন্তু সাধারণত নিরাপত্তার সর্বোত্তম অনুশীলন হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

প্রশ্ন: আমি কি বিদ্যমান সার্কিটে সরাসরি এই ডায়োড দিয়ে সিলিকন ডায়োড প্রতিস্থাপন করতে পারি?
উত্তর: অননুমোদিতভাবে প্রতিস্থাপন করা যাবে না। যদিও ভোল্টেজ এবং কারেন্ট রেটিং মিলতে পারে, তবে অত্যন্ত দ্রুত সুইচিং গতি সার্কিটের প্যারাসাইটিক প্যারামিটারগুলির কারণে গুরুতর ভোল্টেজ ওভারশুট এবং ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স সৃষ্টি করতে পারে, যা ধীর সিলিকন ডায়োডের জন্য সমস্যা নয়। PCB লেআউট এবং স্নাবার সার্কিট ডিজাইন পুনরায় মূল্যায়ন করা আবশ্যক।

9. বাস্তব নকশা ও প্রয়োগের উদাহরণ

কেস স্টাডি: উচ্চ ঘনত্ব 2kW সার্ভার পাওয়ার সাপ্লাই PFC স্টেজ।একজন ডিজাইনার 80kHz CCM বুস্ট PFC-এ একটি 600V/15A সিলিকন আল্ট্রা-ফাস্ট ডায়োডকে EL-SAF01 দিয়ে প্রতিস্থাপন করেছেন। গণনা দেখায় যে সিলিকন কার্বাইড ডায়োড স্যুইচিং লস প্রায় 60% কমিয়েছে এবং কন্ডাকশন লস সামান্য উন্নত করেছে। প্রতি ডায়োডে 0.86W লস সাশ্রয় স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি 140kHz-এ বাড়ানোর অনুমতি দেয়, যার ফলে বুস্ট ইন্ডাক্টরের আকার প্রায় 40% কমে যায়, যা উচ্চ শক্তি ঘনত্বের লক্ষ্য পূরণ করে। মোট লস হ্রাসের কারণে, বিদ্যমান হিট সিঙ্ক এখনও পর্যাপ্ত।

কেস স্টাডি: সৌর মাইক্রো ইনভার্টার এইচ-ব্রিজ।একটি 300W মাইক্রো ইনভার্টারে, চারটি EL-SAF01 ডায়োড এইচ-ব্রিজ MOSFET-এর ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে ব্যবহৃত হয়। তাদের উচ্চ তাপমাত্রার রেটিং ছাদের পরিবেশে নির্ভরযোগ্যতা নিশ্চিত করে যেখানে এনক্লোজার তাপমাত্রা 70°C অতিক্রম করতে পারে। উচ্চ স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে কম QC লস হ্রাস করে, যা সামগ্রিক রূপান্তর দক্ষতা বৃদ্ধিতে সহায়তা করে, যা সৌর শক্তি সংগ্রহের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

10. কার্যপ্রণালী

শটকি ডায়োড ধাতু-সেমিকন্ডাক্টর সংযোগ দ্বারা গঠিত হয়, যা আদর্শ PN জংশন ডায়োড থেকে ভিন্ন। EL-SAF01 সেমিকন্ডাক্টর হিসেবে সিলিকন কার্বাইড ব্যবহার করে। ধাতু-SiC ইন্টারফেসে গঠিত শটকি বেরিয়ার শুধুমাত্র সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক পরিবহনের অনুমতি দেয়। ফরোয়ার্ড বায়াসড অবস্থায়, ইলেকট্রন সেমিকন্ডাক্টর থেকে ধাতুতে ইনজেক্ট হয়, যা তুলনামূলকভাবে কম ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপে কারেন্ট প্রবাহের অনুমতি দেয়। রিভার্স বায়াসড অবস্থায়, শটকি বেরিয়ার কারেন্ট প্রবাহে বাধা দেয়। PN ডায়োডের সাথে মূল পার্থক্য হল এতে সংখ্যালঘু বাহক ইনজেকশন ও স্টোরেজ নেই। এর অর্থ ড্রিফট অঞ্চলে সঞ্চিত চার্জের সাথে সম্পর্কিত ডিফিউশন ক্যাপাসিট্যান্স নেই, যা "জিরো রিভার্স রিকভারি" বৈশিষ্ট্যের জন্ম দেয়। একমাত্র ক্যাপাসিট্যান্স হল জংশন ডিপ্লেশন লেয়ার ক্যাপাসিট্যান্স, যা ভোল্টেজের উপর নির্ভরশীল এবং পরিমাপযোগ্য QC উৎপন্ন করে। সিলিকন কার্বাইডের প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ উচ্চ ব্রেকডাউন ফিল্ড স্ট্রেংথ প্রদান করে, যা তুলনামূলকভাবে ছোট চিপ আকারে 650V রেটিং অর্জন সম্ভব করে তোলে এবং এর উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা তাপ অপসারণে সহায়তা করে।

১১. প্রযুক্তিগত প্রবণতা

সিলিকন কার্বাইড পাওয়ার ডিভাইস, যার মধ্যে শটকি ডায়োড এবং MOSFET অন্তর্ভুক্ত, উচ্চতর দক্ষতা, ফ্রিকোয়েন্সি এবং পাওয়ার ঘনত্বের দিকে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রবণতার প্রতিনিধিত্ব করে। বাজার 600-650V ডিভাইস থেকে উচ্চতর ভোল্টেজ স্তরের দিকে সরে যাচ্ছে, একই সাথে, ওয়েফার আকার বৃদ্ধি এবং উৎপাদন ফলন উন্নতির সাথে প্রতি অ্যাম্পিয়ার খরচ হ্রাস পাওয়া আরেকটি প্রবণতা। ইন্টিগ্রেশন আরেকটি প্রবণতা, সিলিকন কার্বাইড MOSFET এবং শটকি ডায়োড সংযুক্ত মডিউলগুলির আবির্ভাব ঘটেছে। তদুপরি, ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ আরও কমাতে এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়ানোর জন্য শটকি ব্যারিয়ার ইন্টারফেস উন্নত করার গবেষণা অব্যাহত রয়েছে। বিশ্বব্যাপী, শক্তি দক্ষতা মান এবং পরিবহন ও নবায়নযোগ্য শক্তি ব্যবস্থার বিদ্যুতায়ন সিলিকন কার্বাইডের গ্রহণকে চালিত করছে।