TO-220-2L 650V SiC Schottky Diode EL-SAF02065JA ডেটাশিট - প্যাকেজ 15.6x9.99x4.5mm - ভোল্টেজ 650V - কারেন্ট 20A - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

EL-SAF02065JA হল একটি উচ্চ-কর্মক্ষমতা সিলিকন কার্বাইড (SiC) স্কটকি ব্যারিয়ার ডায়োড (SBD) যা চাহিদাপূর্ণ পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নকশা করা হয়েছে। একটি স্ট্যান্ডার্ড TO-220-2L প্যাকেজে এনক্যাপসুলেটেড, এই ডিভাইসটি SiC-এর উচ্চতর উপাদান বৈশিষ্ট্যের সুবিধা নিয়ে প্রচলিত সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডের তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, বিশেষ করে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-দক্ষতা পাওয়ার রূপান্তর সিস্টেমে।

এর মূল কাজ হল ন্যূনতম সুইচিং লস এবং রিভার্স রিকভারি চার্জ সহ একমুখী কারেন্ট প্রবাহ প্রদান করা। এই উপাদানের প্রাথমিক বাজার অন্তর্ভুক্ত করে আধুনিক সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই (SMPS), নবায়নযোগ্য শক্তি ইনভার্টার, মোটর ড্রাইভ এবং অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS) যেখানে সিস্টেম দক্ষতা, পাওয়ার ঘনত্ব এবং তাপীয় ব্যবস্থাপনা গুরুত্বপূর্ণ নকশা প্যারামিটার।

২. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

২.১ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

বৈদ্যুতিক প্যারামিটারগুলি নির্দিষ্ট শর্তে ডায়োডের কার্যকরী সীমা এবং কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে।

• পুনরাবৃত্তিমূলক সর্বোচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ (VRRM):650V। এটি সর্বোচ্চ তাৎক্ষণিক বিপরীত ভোল্টেজ যা ডায়োডটি বারবার সহ্য করতে পারে। এটি পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (PFC) সার্কিটের মতো অ্যাপ্লিকেশনে ডিভাইসের ভোল্টেজ রেটিং সংজ্ঞায়িত করে।
• অবিচ্ছিন্ন ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF):20A। এটি সর্বোচ্চ গড় ফরোয়ার্ড কারেন্ট যা ডায়োডটি অবিচ্ছিন্নভাবে পরিচালনা করতে পারে, যা জংশন-টু-কেস তাপীয় প্রতিরোধ এবং সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা দ্বারা সীমাবদ্ধ।
• ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ (VF):সাধারণত IF=20A এবং Tj=25°C তে 1.5V, সর্বোচ্চ 1.85V। এই প্যারামিটার সরাসরি পরিবাহী ক্ষতিকে প্রভাবিত করে। ডেটাশিটটি সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রায় (Tj=175°C) VF-ও নির্দিষ্ট করে, যা তাপীয় নকশার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা একটি সাধারণ মান 1.9V দেখায়।
• রিভার্স কারেন্ট (IR):লিকেজের একটি মূল সূচক। VR=520V তে, IR সাধারণত 25°C তে 4µA এবং 175°C তে 40µA পর্যন্ত বৃদ্ধি পায়। এই কম লিকেজ উচ্চ দক্ষতায় অবদান রাখে, বিশেষ করে স্ট্যান্ডবাই মোডে।
• মোট ক্যাপাসিটিভ চার্জ (QC):সুইচিং লস গণনার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। VR=400V এবং Tj=25°C তে, QC সাধারণত 30nC। এই কম মানটি SiC স্কটকি ডায়োডের একটি বৈশিষ্ট্য এবং উচ্চ রিভার্স রিকভারি চার্জ (Qrr) সহ সিলিকন PN জংশন ডায়োডের তুলনায় তাদের "মূলত কোন সুইচিং লস নেই" বৈশিষ্ট্যের জন্য দায়ী।
• সার্জ নন-রিপিটিটিভ ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IFSM):Tc=25°C তে 10ms অর্ধ-সাইন ওয়েভ পালসের জন্য 51A। এই রেটিংটি ডায়োডের শর্ট-সার্কিট বা ইনরাশ কারেন্ট ইভেন্টগুলি পরিচালনা করার ক্ষমতা নির্দেশ করে।

২.২ তাপীয় বৈশিষ্ট্য

কার্যকর তাপীয় ব্যবস্থাপনা নির্ভরযোগ্য অপারেশন এবং রেটেড কর্মক্ষমতা অর্জনের জন্য অপরিহার্য।

• সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা (TJ):175°C। এটি সেমিকন্ডাক্টর জংশন পৌঁছাতে পারে এমন পরম সর্বোচ্চ তাপমাত্রা।
• তাপীয় প্রতিরোধ, জংশন-টু-কেস (RθJC):2.0 °C/W (সাধারণ)। এই কম তাপীয় প্রতিরোধ সিলিকন কার্বাইড ডাই থেকে প্যাকেজ কেসে এবং পরবর্তীতে একটি হিটসিঙ্কে দক্ষ তাপ স্থানান্তরের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। পাওয়ার ডিসিপেশন (PD) Tc=25°C তে 75W হিসাবে তালিকাভুক্ত করা হয়েছে, কিন্তু বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনে এটি প্রাথমিকভাবে সর্বোচ্চ TJ এবং RθJC দ্বারা সীমাবদ্ধ।
• মাউন্টিং টর্ক (Md):একটি M3 বা 6-32 স্ক্রুর জন্য 8.8 Nm হিসাবে নির্দিষ্ট করা হয়েছে। সঠিক টর্ক প্যাকেজ ট্যাব এবং হিটসিঙ্কের মধ্যে সর্বোত্তম তাপীয় যোগাযোগ নিশ্চিত করে।

৩. কর্মক্ষমতা বক্ররেখা বিশ্লেষণ

ডেটাশিটটি সার্কিট নকশা এবং সিমুলেশনের জন্য অপরিহার্য বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখা প্রদান করে।

৩.১ VF-IF বৈশিষ্ট্য

এই গ্রাফটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ বনাম ফরোয়ার্ড কারেন্ট প্লট করে, সাধারণত একাধিক জংশন তাপমাত্রায় (যেমন, 25°C, 125°C, 175°C)। এটি VF-এর ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগ দেখায়, যা একাধিক ডায়োড সমান্তরালভাবে সংযুক্ত হলে কারেন্ট শেয়ারিংয়ে সাহায্য করে, তাপীয় রানওয়ে প্রতিরোধ করে—যা বৈশিষ্ট্যগুলিতে হাইলাইট করা একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা।

৩.২ VR-IR বৈশিষ্ট্য

এই বক্ররেখাটি প্রয়োগকৃত বিপরীত ভোল্টেজের একটি ফাংশন হিসাবে বিপরীত লিকেজ কারেন্ট চিত্রিত করে, আবার বিভিন্ন তাপমাত্রায়। এটি নকশাকারীদের বিভিন্ন অপারেটিং শর্তে লিকেজ পাওয়ার লস বুঝতে সাহায্য করে।

৩.৩ VR-Ct বৈশিষ্ট্য

এই গ্রাফটি জংশন ক্যাপাসিট্যান্স (Ct) বনাম বিপরীত ভোল্টেজ (VR) দেখায়। ক্যাপাসিট্যান্স বিপরীত বায়াস বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায় (যেমন, 1V তে ~513 pF থেকে 400V তে ~46 pF)। এই পরিবর্তনশীল ক্যাপাসিট্যান্স উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সুইচিং আচরণ এবং রেজোন্যান্ট সার্কিট নকশাকে প্রভাবিত করে।

৩.৪ সর্বোচ্চ ফরোয়ার্ড কারেন্ট বনাম কেস তাপমাত্রা

এই ডিরেটিং বক্ররেখাটি দেখায় কিভাবে সর্বোচ্চ অনুমোদিত অবিচ্ছিন্ন ফরোয়ার্ড কারেন্ট (IF) কেস তাপমাত্রা (Tc) বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। ডায়োডটি তার নিরাপদ অপারেটিং এরিয়া (SOA) এর মধ্যে কাজ করে তা নিশ্চিত করার জন্য একটি উপযুক্ত হিটসিঙ্ক নির্বাচনের জন্য এটি মৌলিক।

৩.৫ ক্ষণস্থায়ী তাপীয় প্রতিবন্ধকতা

ক্ষণস্থায়ী তাপীয় প্রতিরোধ (ZθJC) বনাম পালস প্রস্থের বক্ররেখা পালসড কারেন্ট শর্তে তাপীয় কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যা সুইচিং অ্যাপ্লিকেশনে সাধারণ। এটি সুইচিং ইভেন্টের সময় সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা গণনা করতে দেয়।

৪. যান্ত্রিক ও প্যাকেজ তথ্য

৪.১ প্যাকেজ রূপরেখা ও মাত্রা

ডিভাইসটি শিল্প-মান TO-220-2L (দুই-লিড) প্যাকেজ ব্যবহার করে। ডেটাশিট থেকে মূল মাত্রাগুলি অন্তর্ভুক্ত:

• সামগ্রিক দৈর্ঘ্য (D): 15.6 mm (সাধারণ)
• সামগ্রিক প্রস্থ (E): 9.99 mm (সাধারণ)
• সামগ্রিক উচ্চতা (A): 4.5 mm (সাধারণ)
• লিড পিচ (e1): 5.08 mm (BSC, কেন্দ্রগুলির মধ্যে মৌলিক ব্যবধান)
• লিডফর্মের পৃষ্ঠ মাউন্টিংয়ের জন্য মাউন্টিং হোল মাত্রা এবং সুপারিশকৃত প্যাড লেআউটও প্রদান করা হয়েছে, তাপীয় এবং বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতার জন্য সঠিক PCB নকশা নিশ্চিত করে।

৪.২ পিন কনফিগারেশন ও পোলারিটি

পিনআউট স্পষ্টভাবে সংজ্ঞায়িত:

• পিন ১:ক্যাথোড (K)
• পিন ২:অ্যানোড (A)
• কেস (ট্যাব):বৈদ্যুতিকভাবে ক্যাথোড (K) এর সাথে সংযুক্ত। এটি সঠিক মাউন্টিংয়ের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ হিটসিঙ্কটি ক্যাথোড পোটেনশিয়ালে না থাকলে ট্যাবটি হিটসিঙ্ক থেকে বিচ্ছিন্ন করতে হবে।

৫. প্রয়োগ নির্দেশিকা

৫.১ সাধারণ প্রয়োগের দৃশ্যাবলী

• SMPS-এ পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (PFC):ডায়োডের উচ্চ-গতির সুইচিং এবং কম Qc এটিকে বুস্ট PFC পর্যায়ের জন্য আদর্শ করে তোলে, উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি, ছোট চৌম্বকীয় উপাদান এবং উন্নত দক্ষতা সক্ষম করে।
• সৌর ইনভার্টার:বুস্ট পর্যায়ে বা ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে ব্যবহৃত হয়, সামগ্রিক ইনভার্টার দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধিতে অবদান রাখে।
• অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS):ইনভার্টার এবং কনভার্টার বিভাগে দক্ষতা উন্নত করে, শক্তি ক্ষতি এবং কুলিং প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে।
• মোটর ড্রাইভ:ইনভার্টার ব্রিজে ফ্রিওহিলিং বা ক্ল্যাম্পিং ডায়োড হিসাবে কাজ করে, IGBT বা MOSFET-এর দ্রুত সুইচিং অনুমতি দেয় এবং ভোল্টেজ স্পাইক হ্রাস করে।
• ডেটা সেন্টার পাওয়ার সাপ্লাই:উচ্চ দক্ষতার জন্য চালনা (যেমন, 80 Plus Titanium) SiC ডায়োডগুলিকে PFC এবং DC-DC রূপান্তর পর্যায় উভয়ের জন্য আকর্ষণীয় করে তোলে।

৫.২ নকশা বিবেচ্য বিষয়

• হিটসিঙ্কিং:ক্যাথোড-সংযুক্ত ট্যাবের কারণে, বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা (তাপীয় পরিবাহী কিন্তু বৈদ্যুতিকভাবে অন্তরক প্যাড ব্যবহার করে) বাধ্যতামূলক যদি হিটসিঙ্কটি ক্যাথোডের মতো একই পোটেনশিয়ালে না থাকে।
• PCB লেআউট:উচ্চ-কারেন্ট লুপে (বিশেষ করে সুইচ, ডায়োড এবং ক্যাপাসিটর দ্বারা গঠিত লুপ) পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স কমানো উচিত সুইচিং ট্রানজিশনের সময় ভোল্টেজ ওভারশুট কমাতে।
• গেট ড্রাইভ বিবেচনা:যদিও ডায়োডটির নিজস্ব কোন গেট নেই, এর দ্রুত সুইচিং সার্কিটে উচ্চ dV/dt এবং dI/dt প্ররোচিত করতে পারে, যা সম্পর্কিত MOSFET বা IGBT-এর ড্রাইভিংকে প্রভাবিত করতে পারে। কিছু নকশায় সঠিক স্নাবার সার্কিট বা RC নেটওয়ার্ক প্রয়োজন হতে পারে।
• সমান্তরাল অপারেশন:VF-এর ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগ সমান্তরাল কনফিগারেশনে কারেন্ট শেয়ারিং সহজতর করে। তবে, সর্বোত্তম কর্মক্ষমতার জন্য লেআউট প্রতিসাম্য এবং ম্যাচ করা হিটসিঙ্কিং এখনও সুপারিশ করা হয়।

৬. প্রযুক্তিগত তুলনা ও সুবিধা

স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন আল্ট্রা-ফাস্ট রিকভারি ডায়োড বা এমনকি সিলিকন স্কটকি ডায়োডের (যেগুলি সাধারণত <200V কম ভোল্টেজে সীমাবদ্ধ) তুলনায়, EL-SAF02065JA স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে:

• প্রায়-শূন্য বিপরীত পুনরুদ্ধার:SiC-তে মৌলিক স্কটকি ব্যারিয়ার মেকানিজম PN জংশন ডায়োডে উপস্থিত সংখ্যালঘু বাহক স্টোরেজ সময় দূর করে, যার ফলে নগণ্য বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ (Qc বনাম Qrr) হয়। এটি সুইচিং লস ব্যাপকভাবে হ্রাস করে।
• উচ্চ-তাপমাত্রা অপারেশন:SiC-এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ 175°C সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা অনুমতি দেয়, বেশিরভাগ সিলিকন ডিভাইসের চেয়ে বেশি, উচ্চ পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।
• উচ্চ ভোল্টেজ রেটিং:SiC উপাদান উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (এখানে 650V) সক্ষম করে যখন ভাল অন-স্টেট বৈশিষ্ট্য বজায় রাখে, যা সিলিকন স্কটকি ডায়োড দিয়ে অর্জন করা কঠিন একটি সমন্বয়।
• সিস্টেম-স্তরের সুবিধা:বৈশিষ্ট্যগুলিতে তালিকাভুক্ত হিসাবে, এগুলি উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন (ছোট প্যাসিভ), বৃদ্ধি পাওয়ার ঘনত্ব, উন্নত সিস্টেম দক্ষতা এবং কুলিং সিস্টেমের আকার এবং খরচে সম্ভাব্য সঞ্চয়ে অনুবাদ করে।

৭. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্নাবলী (FAQs)

প্র: Qc এবং Qrr-এর মধ্যে প্রধান পার্থক্য কী?

উ: Qc (ক্যাপাসিটিভ চার্জ) হল একটি স্কটকি ডায়োডের জংশন ক্যাপাসিট্যান্স চার্জিং এবং ডিসচার্জিংয়ের সাথে সম্পর্কিত চার্জ। Qrr (রিভার্স রিকভারি চার্জ) হল PN জংশন ডায়োডে টার্ন-অফের সময় সংরক্ষিত সংখ্যালঘু বাহক অপসারণের সাথে সম্পর্কিত চার্জ। Qc সাধারণত অনেক ছোট এবং কম সুইচিং লসের দিকে নিয়ে যায়।

প্র: কেসটি কেন ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত?

উ: এটি অনেক পাওয়ার ডায়োড এবং ট্রানজিস্টরে একটি সাধারণ নকশা। এটি অভ্যন্তরীণ প্যাকেজ নির্মাণ সরল করে এবং মাউন্টিং ট্যাবের মাধ্যমে ক্যাথোড সংযোগের জন্য একটি কম-ইন্ডাকট্যান্স, উচ্চ-কারেন্ট পথ প্রদান করে।

প্র: এই ডায়োডটি কি একটি হিটসিঙ্ক ছাড়াই তার সম্পূর্ণ 20A রেটিংয়ে ব্যবহার করা যেতে পারে?

উ: প্রায় নিশ্চিতভাবে না। RθJC 2.0°C/W এবং VF ~1.5V সহ, 20A তে পাওয়ার ডিসিপেশন হবে প্রায় 30W (P=Vf*If)। এটি কেস থেকে জংশনে 60°C তাপমাত্রা বৃদ্ধি ঘটাবে (ΔT = P * RθJC)। একটি হিটসিঙ্ক ছাড়া, কেস তাপমাত্রা দ্রুত সর্বোচ্চের দিকে উঠবে, Tj,max অতিক্রম করবে। সঠিক তাপীয় নকশা অপরিহার্য।

প্র: এই ডায়োডের জন্য কি একটি স্নাবার সার্কিট প্রয়োজন?

উ: এর দ্রুত সুইচিং এবং কম ক্যাপাসিট্যান্সের কারণে, সার্কিট পরজীবী (ইন্ডাকট্যান্স এবং ক্যাপাসিট্যান্স) দ্বারা সৃষ্ট রিংিং আরও স্পষ্ট হতে পারে। যদিও ডায়োডটির নিজস্ব জন্য একটি স্নাবার প্রয়োজন নেই, সামগ্রিক সার্কিটটি দোলন প্রশমিত করতে এবং EMI কমাতে ডায়োড জুড়ে বা প্রধান সুইচ জুড়ে একটি RC স্নাবার থেকে উপকৃত হতে পারে।

৮. কার্যকারী নীতি

একটি স্কটকি ডায়োড হল একটি সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক ডিভাইস যা একটি ধাতু-সেমিকন্ডাক্টর জংশন দ্বারা গঠিত। যখন ধাতু (ক্যাথোড) এর সাপেক্ষে সেমিকন্ডাক্টরে (অ্যানোড) একটি ধনাত্মক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন ইলেকট্রন সহজেই সেমিকন্ডাক্টর থেকে ধাতুতে প্রবাহিত হয়, তুলনামূলকভাবে কম ভোল্টেজ ড্রপ (সিলিকনের জন্য সাধারণত 0.3-0.5V, SiC-এর জন্য 1.2-1.8V) সহ ফরোয়ার্ড কন্ডাকশন অনুমতি দেয়। SiC-তে উচ্চতর VF এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপের কারণে। বিপরীত বায়াসের অধীনে, জংশনের অন্তর্নির্মিত পোটেনশিয়াল কারেন্ট প্রবাহ প্রতিরোধ করে, শুধুমাত্র থার্মিওনিক ইমিশন এবং কোয়ান্টাম টানেলিংয়ের কারণে একটি ছোট লিকেজ কারেন্ট থাকে। সংখ্যালঘু বাহক ইনজেকশন এবং স্টোরেজের অনুপস্থিতি PN জংশন ডায়োডে দেখা বিপরীত পুনরুদ্ধার ঘটনাটি দূর করে।

৯. শিল্প প্রবণতা

সিলিকন কার্বাইড (SiC) পাওয়ার ডিভাইসগুলি একাধিক শিল্প জুড়ে চলমান বৈদ্যুতিকীকরণ এবং দক্ষতা উন্নতির জন্য একটি মূল সক্ষমকারী প্রযুক্তি। বৈদ্যুতিক যানবাহন (EV), EV চার্জিং অবকাঠামো, নবায়নযোগ্য শক্তি এবং উচ্চ-দক্ষতা শিল্প পাওয়ার সাপ্লাইয়ের চাহিদা দ্বারা চালিত SiC ডায়োড এবং ট্রানজিস্টরের বাজার দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে। প্রবণতাগুলির মধ্যে রয়েছে ক্রমবর্ধমান ভোল্টেজ এবং কারেন্ট রেটিং, উন্নত নির্ভরযোগ্যতা এবং ফলন যা কম খরচের দিকে নিয়ে যায় এবং পাওয়ার মডিউলে SiC ডায়োডের সাথে SiC MOSFET-এর একীকরণ। এই ডেটাশিটে বর্ণিত ডিভাইসটি প্রশস্ত-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরগুলির দিকে এই বৃহত্তর প্রযুক্তিগত পরিবর্তনের মধ্যে একটি পরিপক্ক এবং ব্যাপকভাবে গৃহীত উপাদানকে প্রতিনিধিত্ব করে।