TO-247-2L 650V সিলিকন কার্বাইড (SiC) স্কটকি ডায়োড ডেটাশিট - প্যাকেজ ১৬.২৬x২০.০x৪.৭মিমি - ভোল্টেজ ৬৫০V - কারেন্ট ৮A - বাংলা প্রযুক্তিগত নথি

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

এই নথিতে TO-247-2L প্যাকেজে স্থাপিত একটি উচ্চ-কার্যকারিতা সিলিকন কার্বাইড (SiC) স্কটকি ব্যারিয়ার ডায়োড (SBD)-এর স্পেসিফিকেশন বিস্তারিতভাবে বর্ণনা করা হয়েছে। এই ডিভাইসটি চাহিদাপূর্ণ পাওয়ার রূপান্তর অ্যাপ্লিকেশনে উচ্চতর দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা প্রদানের জন্য নকশা করা হয়েছে। এর মূল কাজ হল ন্যূনতম সুইচিং ক্ষতি এবং বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ সহ একমুখী কারেন্ট প্রবাহ সরবরাহ করা, যা প্রচলিত সিলিকন-ভিত্তিক ডায়োডের তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা।

এই ডায়োডের প্রাথমিক অবস্থান আধুনিক, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-দক্ষতা পাওয়ার সিস্টেমের মধ্যে। এর মূল সুবিধাগুলো সিলিকন কার্বাইডের অন্তর্নিহিত উপাদান বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত, যা সিলিকনের তুলনায় উচ্চতর তাপমাত্রা, ভোল্টেজ এবং সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করতে সক্ষম করে। লক্ষ্য বাজার বৈচিত্র্যময়, যেসব শিল্পে শক্তি দক্ষতা, পাওয়ার ঘনত্ব এবং তাপ ব্যবস্থাপনা গুরুত্বপূর্ণ সেগুলো অন্তর্ভুক্ত। এর মধ্যে রয়েছে শিল্প মোটর ড্রাইভ, সৌর ইনভার্টারের মতো নবায়নযোগ্য শক্তি সিস্টেম, ডেটা সেন্টার পাওয়ার সাপ্লাই এবং অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS)।

২. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

২.১ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

বৈদ্যুতিক প্যারামিটার নির্দিষ্ট শর্তের অধীনে ডায়োডের কার্যকরী সীমানা এবং কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে।

• পুনরাবৃত্ত শীর্ষ বিপরীত ভোল্টেজ (VRRM):৬৫০V। এটি সর্বোচ্চ তাত্ক্ষণিক বিপরীত ভোল্টেজ যা বারবার প্রয়োগ করা যেতে পারে। এটি ডিভাইসের ভোল্টেজ রেটিং সংজ্ঞায়িত করে এবং একটি নিরাপত্তা মার্জিন সহ সাধারণত একটি প্রদত্ত বাস ভোল্টেজের জন্য ডায়োড নির্বাচনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IF):৮A। এটি সর্বোচ্চ গড় ফরওয়ার্ড কারেন্ট যা ডায়োড অবিচ্ছিন্নভাবে পরিচালনা করতে পারে, সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা এবং তাপীয় রোধ দ্বারা সীমাবদ্ধ। ৮A এর মান কেস তাপমাত্রা (TC) ২৫°সে-এ নির্দিষ্ট করা হয়েছে। বাস্তব অ্যাপ্লিকেশনে, প্রকৃত অপারেটিং তাপমাত্রার উপর ভিত্তি করে ডিরেটিং প্রয়োজন।
• ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ (VF):সাধারণত ৮A এবং ২৫°সে জংশন তাপমাত্রায় (TJ) ১.৫V, সর্বোচ্চ ১.৮৫V। এই প্যারামিটারটি পরিবাহী ক্ষতি (P_conduction = VF * IF) গণনার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। নিম্ন VF হল SiC স্কটকি প্রযুক্তির একটি মূল সুবিধা, যা সরাসরি উচ্চতর সিস্টেম দক্ষতায় অবদান রাখে। মনে রাখবেন VF-এর একটি নেতিবাচক তাপমাত্রা সহগ রয়েছে, যার অর্থ এটি তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সামান্য হ্রাস পায়, যা সমান্তরাল কনফিগারেশনে তাপীয় রানওয়ে প্রতিরোধে সহায়তা করে।
• বিপরীত কারেন্ট (IR):সাধারণত ৫২০V এবং ২৫°সে TJ-এ ২µA। এটি ডায়োড বিপরীত-পক্ষপাতদুষ্ট হলে লিকেজ কারেন্ট। কম লিকেজ কারেন্ট অফ-স্টেট পাওয়ার লস কমিয়ে দেয়।
• মোট ক্যাপাসিটিভ চার্জ (QC):VR=৪০০V-এ ১২ nC (সাধারণ)। এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সুইচিংয়ের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। QC ডায়োডের জংশন ক্যাপাসিট্যান্সের সাথে সম্পর্কিত চার্জের প্রতিনিধিত্ব করে যা প্রতিটি সুইচিং চক্রের সময় স্থানচ্যুত করতে হবে। একটি নিম্ন QC মান সরাসরি নিম্নতর সুইচিং ক্ষতিতে অনুবাদ করে, উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন সক্ষম করে।
• সার্জ নন-রিপিটিটিভ ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IFSM):২৯A। এটি স্বল্প সময়ের জন্য (১০ms, অর্ধ-সাইন ওয়েভ) সর্বোচ্চ অনুমোদনযোগ্য অ-পুনরাবৃত্ত শীর্ষ কারেন্ট। এটি ডিভাইসের ইনরাশ বা ফল্ট কারেন্ট সহ্য করার ক্ষমতা নির্দেশ করে, যেমন স্টার্টআপ বা লোড ট্রানজিয়েন্টের সময় সম্মুখীন হয়।

২.২ তাপীয় বৈশিষ্ট্য

নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতার জন্য তাপীয় ব্যবস্থাপনা সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ।

• সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা (TJ,max):১৭৫°সে। এটি সেমিকন্ডাক্টর জংশন সহ্য করতে পারে এমন পরম সর্বোচ্চ তাপমাত্রা। এই সীমার কাছাকাছি বা সমান তাপমাত্রায় অবিচ্ছিন্ন অপারেশন ডিভাইসের আয়ু উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করবে।
• তাপীয় রোধ, জংশন-টু-কেস (RθJC):১.৯ °C/W (সাধারণ)। এই প্যারামিটারটি সেমিকন্ডাক্টর ডাই (জংশন) এবং প্যাকেজের বাহ্যিক কেসের মধ্যে তাপীয় প্রতিবন্ধকতা পরিমাপ করে। একটি নিম্ন মান ডাই থেকে হিটসিঙ্কে উত্তাপের ভাল স্থানান্তর নির্দেশ করে। মোট জংশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি হিসাবে গণনা করা যেতে পারে ΔTJ = PD * RθJC, যেখানে PD হল ডায়োডে অপচিত শক্তি।
• মোট পাওয়ার ডিসিপেশন (PD):TC=২৫°সে-এ ৪২W। এটি নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তের অধীনে ডিভাইস যে সর্বোচ্চ শক্তি অপচয় করতে পারে। অনুশীলনে, কেস তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে অনুমোদনযোগ্য অপচয় হ্রাস পায়।

৩. কর্মক্ষমতা বক্ররেখা বিশ্লেষণ

ডেটাশিট নকশা এবং বিশ্লেষণের জন্য অপরিহার্য বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখা প্রদান করে।

৩.১ VF-IF বৈশিষ্ট্য

এই গ্রাফটি ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ (VF) বনাম ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IF) প্লট করে। এটি অ-রৈখিক সম্পর্ক দেখায়, সাধারণত একটি নী ভোল্টেজ দিয়ে শুরু হয় এবং তারপর প্রায় রৈখিকভাবে বৃদ্ধি পায়। ডিজাইনাররা নির্দিষ্ট অপারেটিং কারেন্টে পরিবাহী ক্ষতি সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে এই বক্ররেখা ব্যবহার করেন, যা একটি একক সাধারণ VF মান ব্যবহার করার চেয়ে বেশি সঠিক।

৩.২ VR-IR বৈশিষ্ট্য

এই বক্ররেখাটি প্রয়োগকৃত বিপরীত ভোল্টেজ (VR) এর একটি ফাংশন হিসাবে বিপরীত লিকেজ কারেন্ট (IR) চিত্রিত করে। এটি দেখায় কিভাবে লিকেজ কারেন্ট বিপরীত ভোল্টেজ এবং জংশন তাপমাত্রা উভয়ের সাথে বৃদ্ধি পায়। অফ-স্টেট ক্ষতি অনুমান করার জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, বিশেষ করে উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনে।

৩.৩ VR-Ct বৈশিষ্ট্য

এই গ্রাফটি ডায়োডের মোট ক্যাপাসিট্যান্স (Ct) বনাম বিপরীত ভোল্টেজ (VR) দেখায়। জংশন ক্যাপাসিট্যান্স অত্যন্ত অ-রৈখিক, বিপরীত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায় (১V-এ ২০৮ pF থেকে ৪০০V-এ ১৮ pF)। এই অ-রৈখিক ক্যাপাসিট্যান্স সুইচিং আচরণ এবং QC প্যারামিটার গণনা করার জন্য একটি মূল ফ্যাক্টর।

৩.৪ সর্বোচ্চ ফরওয়ার্ড কারেন্ট বনাম কেস তাপমাত্রা

এই ডিরেটিং বক্ররেখাটি দেখায় কিভাবে সর্বোচ্চ অনুমোদনযোগ্য অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IF) কেস তাপমাত্রা (TC) বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। এটি হিটসিঙ্ক নকশার জন্য একটি মৌলিক নির্দেশিকা, নিশ্চিত করে যে সমস্ত অপারেটিং শর্তের অধীনে জংশন তাপমাত্রা তার সর্বোচ্চ রেটিং অতিক্রম করে না।

৩.৫ ট্রানজিয়েন্ট তাপীয় প্রতিবন্ধকতা

এই বক্ররেখাটি ট্রানজিয়েন্ট তাপীয় রোধ (ZθJC) বনাম পালস প্রস্থ প্লট করে। স্বল্প-স্থায়ী শক্তি পালসের সময় জংশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি মূল্যায়নের জন্য এটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, যেমন সুইচিং ইভেন্ট বা সার্জ অবস্থার সময় ঘটে। প্যাকেজের তাপীয় ভর খুব সংক্ষিপ্ত পালসের জন্য কার্যকর তাপীয় রোধ কম হতে দেয়।

৪. যান্ত্রিক এবং প্যাকেজ তথ্য

৪.১ প্যাকেজ আউটলাইন এবং মাত্রা

ডিভাইসটি শিল্প-মান TO-247-2L প্যাকেজ ব্যবহার করে। আউটলাইন ড্রয়িং থেকে মূল মাত্রাগুলির মধ্যে রয়েছে মোট প্যাকেজ দৈর্ঘ্য প্রায় ২০.০ মিমি, প্রস্থ ১৬.২৬ মিমি এবং উচ্চতা ৪.৭ মিমি (লিড বাদে)। লিডগুলির একটি নির্দিষ্ট বেধ এবং ব্যবধান রয়েছে যা স্ট্যান্ডার্ড PCB লেআউট এবং হিটসিঙ্ক মাউন্টিং গর্তের সাথে সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে।

৪.২ পিন কনফিগারেশন এবং পোলারিটি শনাক্তকরণ

TO-247-2L প্যাকেজের দুটি লিড রয়েছে। পিন ১ ক্যাথোড (K) হিসাবে চিহ্নিত এবং পিন ২ অ্যানোড (A)। গুরুত্বপূর্ণভাবে, প্যাকেজের ধাতব ট্যাব বা কেস বৈদ্যুতিকভাবে ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত। হিটসিঙ্ক ক্যাথোড সম্ভাবনায় না থাকলে সঠিক বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা নিশ্চিত করতে মাউন্টিংয়ের সময় এটি সাবধানে বিবেচনা করা আবশ্যক। একটি সুপারিশকৃত PCB ল্যান্ড প্যাটার্ন (প্যাড লেআউট) প্রদান করা হয়েছে যা একটি সারফেস-মাউন্ট লিড ফর্ম ব্যবহার করার সময় নির্ভরযোগ্য সোল্ডারিং এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা নিশ্চিত করে।

৫. মাউন্টিং এবং অ্যাসেম্বলি নির্দেশিকা

সঠিক ইনস্টলেশন কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

• মাউন্টিং টর্ক:ফিক্সিং স্ক্রু (M3 বা ৬-৩২) এর জন্য সুপারিশকৃত মাউন্টিং টর্ক হল ৮.৮ N·cm (বা ৮.৮ lbf-in)। সঠিক টর্ক প্রয়োগ করা প্যাকেজ ক্ষতি না করে প্যাকেজ কেস এবং হিটসিঙ্কের মধ্যে সর্বোত্তম তাপীয় যোগাযোগ নিশ্চিত করে।
• তাপীয় ইন্টারফেস উপাদান (TIM):ডায়োড কেস এবং হিটসিঙ্কের মধ্যে সর্বদা একটি উপযুক্ত তাপীয় গ্রীস বা প্যাড ব্যবহার করতে হবে যাতে অণুবীক্ষণিক বায়ু ফাঁক পূরণ করা যায় এবং তাপীয় রোধ কমানো যায়।
• বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা:যেহেতু কেসটি ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত, হিটসিঙ্ক যদি ভিন্ন সম্ভাবনায় থাকে তবে একটি বৈদ্যুতিকভাবে অন্তরক কিন্তু তাপীয়ভাবে পরিবাহী প্যাড (যেমন, মাইকা, সিরামিক ফিলার সহ সিলিকন রাবার) প্রয়োজন। এই প্যাডের বিচ্ছিন্নতা ভোল্টেজ রেটিং সিস্টেমের অপারেটিং ভোল্টেজকে ছাড়িয়ে যেতে হবে।
• সংরক্ষণ শর্ত:ডিভাইসটি একটি শুষ্ক, অ-ক্ষয়কারী পরিবেশে -৫৫°সে থেকে +১৭৫°সে তাপমাত্রার মধ্যে সংরক্ষণ করা উচিত।

৬. অ্যাপ্লিকেশন সুপারিশ

৬.১ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট

এই SiC স্কটকি ডায়োড বেশ কয়েকটি মূল পাওয়ার ইলেকট্রনিক সার্কিটের জন্য আদর্শভাবে উপযুক্ত:

• পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (PFC):সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই (SMPS) এর বুস্ট কনভার্টার পর্যায়ে ব্যবহৃত। এর দ্রুত সুইচিং এবং কম QC উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে (প্রায়শই ৬৫kHz থেকে ১৫০kHz) সুইচিং ক্ষতি হ্রাস করে, PFC পর্যায়ের দক্ষতা উন্নত করে।
• সৌর ইনভার্টার DC-AC পর্যায়:ইনভার্টার ব্রিজে বা একটি ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে নিযুক্ত। উচ্চ ভোল্টেজ রেটিং এবং দক্ষতা উচ্চতর সামগ্রিক ইনভার্টার দক্ষতায় অবদান রাখে, যা সৌর শক্তি ফলনের জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS):রেকটিফায়ার/চার্জার এবং ইনভার্টার উভয় বিভাগে ব্যবহৃত। উচ্চ সার্জ ক্ষমতা (IFSM) ব্যাটারি চার্জিং কারেন্ট এবং আউটপুট লোড ট্রানজিয়েন্ট পরিচালনা করতে সহায়তা করে।
• মোটর ড্রাইভ ইনভার্টার:আউটপুট ব্রিজে ইনসুলেটেড-গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (IGBT) বা MOSFET জুড়ে ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে কাজ করে। বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জের অভাব বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি এবং সম্পর্কিত ভোল্টেজ স্পাইক দূর করে, মসৃণ সুইচিং এবং হ্রাসকৃত ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক ইন্টারফারেন্স (EMI) সক্ষম করে।

৬.২ নকশা বিবেচনা

• স্নাবার সার্কিট:অত্যন্ত দ্রুত সুইচিং এবং মূলত কোন বিপরীত পুনরুদ্ধার না থাকার কারণে, সিলিকন PN জংশন ডায়োডের তুলনায় di/dt বা dv/dt নিয়ন্ত্রণের জন্য স্নাবার সার্কিট সরলীকৃত বা এমনকি অপ্রয়োজনীয় হতে পারে। যাইহোক, লেআউট-প্ররোচিত পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স এখনও ভোল্টেজ ওভারশুট সৃষ্টি করতে পারে এবং একটি টাইট PCB লেআউটের সাথে অবশ্যই কমানো উচিত।
• সমান্তরাল অপারেশন:VF-এর নেতিবাচক তাপমাত্রা সহগ এই ডায়োডগুলিকে কারেন্ট হ্যান্ডলিং বাড়ানোর জন্য সমান্তরাল অপারেশনের জন্য সহজাতভাবে উপযুক্ত করে তোলে। একটি ডায়োড গরম হয়ে গেলে, এর VF হ্রাস পায়, যার ফলে এটি আরও বেশি কারেন্ট ভাগ করে, যা কারেন্ট ব্যালেন্সিংকে উৎসাহিত করে তাপীয় রানওয়ের পরিবর্তে। যাইহোক, প্রতিসম লেআউট এবং তাপীয় কাপলিংয়ে সতর্ক মনোযোগ এখনও সুপারিশ করা হয়।
• হিটসিঙ্ক সাইজিং:হিটসিঙ্কের আকার সঠিকভাবে নির্ধারণ করতে পাওয়ার ডিসিপেশন (VF এবং IR থেকে গণনা করা), RθJC এবং ডিরেটিং বক্ররেখা ব্যবহার করুন। লক্ষ্য হল দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার জন্য জংশন তাপমাত্রা ১৭৫°সে (যেমন, ১২৫-১৫০°সে) এর নিচে রাখা।

৭. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং সুবিধা

স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন ফাস্ট রিকভারি ডায়োড (FRD) বা এমনকি সিলিকন PN ডায়োডের তুলনায়, এই SiC স্কটকি ডায়োড স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে:

• মূলত শূন্য বিপরীত পুনরুদ্ধার:স্কটকি ব্যারিয়ার একটি সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক ডিভাইস, PN জংশনের মতো নয় যা সংখ্যালঘু বাহক ডিভাইস। এটি সংরক্ষিত চার্জ এবং সম্পর্কিত বিপরীত পুনরুদ্ধার সময় (trr) এবং কারেন্ট (Irr) দূর করে। এটি একক সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য সুবিধা, যা নাটকীয়ভাবে কম সুইচিং ক্ষতির দিকে নিয়ে যায়।
• উচ্চতর অপারেটিং তাপমাত্রা:সিলিকন কার্বাইডের বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ উচ্চতর সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা (সিলিকনের জন্য সাধারণত ১৫০°সে বনাম ১৭৫°সে) অনুমতি দেয়, আরও নকশা মার্জিন প্রদান করে বা ছোট হিটসিঙ্কের অনুমতি দেয়।
• উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি:কম QC এবং কোন বিপরীত পুনরুদ্ধার নেই এর সংমিশ্রণ অনেক উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিতে দক্ষ অপারেশন সক্ষম করে। এটি ছোট প্যাসিভ উপাদান (ইন্ডাক্টর, ক্যাপাসিটার, ট্রান্সফরমার) ব্যবহারের অনুমতি দেয়, পাওয়ার ঘনত্ব বাড়ায়।
• নিম্নতর ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ:সাধারণ অপারেটিং কারেন্টে, SiC স্কটকি ডায়োডগুলির প্রায়শই উচ্চ-ভোল্টেজ সিলিকন FRD-এর তুলনায় তুলনীয় বা কম VF থাকে, পরিবাহী ক্ষতি হ্রাস করে।
• ট্রেড-অফ:প্রাথমিক ঐতিহাসিক ট্রেড-অফ ছিল খরচ, যদিও SiC ডিভাইসের দাম উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে। এছাড়াও, স্কটকি ডায়োডের বিপরীত লিকেজ কারেন্ট সাধারণত PN ডায়োডের তুলনায় বেশি এবং তাপমাত্রার সাথে আরও তীব্রভাবে বৃদ্ধি পায়, যা অত্যন্ত উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যাপ্লিকেশনে একটি বিবেচনা হতে পারে।

৮. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQ)

প্রশ্ন ১: বাস্তবে "মূলত কোন সুইচিং ক্ষতি নেই" বলতে কী বোঝায়?

উত্তর ১: এর অর্থ হল একটি ডায়োডে প্রভাবশালী সুইচিং ক্ষতি প্রক্রিয়া—বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি—উপেক্ষা করা যায়। যাইহোক, জংশন ক্যাপাসিট্যান্সের চার্জিং এবং ডিসচার্জিং (QC-এর সাথে সম্পর্কিত) এর কারণে ক্ষতি এখনও ঘটে। এই ক্যাপাসিটিভ ক্ষতিগুলি সাধারণত একটি সিলিকন ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতির চেয়ে অনেক ছোট, বিশেষ করে উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে।

প্রশ্ন ২: আমি কিভাবে এই ডায়োডের জন্য একটি হিটসিঙ্ক নির্বাচন করব?

উত্তর ২: প্রথমে, সবচেয়ে খারাপ ক্ষেত্রে পাওয়ার ডিসিপেশন গণনা করুন: PD = (VF * IF_avg) + (VR * IR_avg)। আপনার প্রত্যাশিত অপারেটিং জংশন তাপমাত্রায় VF এবং IR মান ব্যবহার করুন। তারপর, আপনার লক্ষ্য সর্বোচ্চ জংশন তাপমাত্রা (যেমন, ১৪০°সে) নির্ধারণ করুন। হিটসিঙ্কের প্রয়োজনীয় তাপীয় রোধ (RθSA) পাওয়া যাবে: RθSA = (TJ - TA) / PD - RθJC - RθCS, যেখানে TA হল পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা এবং RθCS হল ইন্টারফেস উপাদানের তাপীয় রোধ।

প্রশ্ন ৩: আমি কি আমার বিদ্যমান সার্কিটে সরাসরি একটি সিলিকন ডায়োডের প্রতিস্থাপন হিসাবে এই ডায়োড ব্যবহার করতে পারি?

উত্তর ৩: পর্যালোচনা ছাড়া সর্বদা নয়। যদিও পিনআউট এবং প্যাকেজ সামঞ্জস্যপূর্ণ হতে পারে, দ্রুত সুইচিং সার্কিট পরজীবী ইন্ডাকট্যান্সের কারণে উচ্চতর ভোল্টেজ স্পাইক হতে পারে। সম্পর্কিত সুইচিং ট্রানজিস্টরের জন্য গেট ড্রাইভ বা কন্ট্রোল সামঞ্জস্য প্রয়োজন হতে পারে। কম ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ সার্কিট আচরণকেও সামান্য পরিবর্তন করতে পারে। একটি পুঙ্খানুপুঙ্খ নকশা পর্যালোচনা সুপারিশ করা হয়।

প্রশ্ন ৪: কেসটি কেন ক্যাথোডের সাথে সংযুক্ত?

উত্তর ৪: এটি পাওয়ার প্যাকেজে সাধারণ। এটি উত্তাপ স্থানান্তরের জন্য চমৎকার বড় ধাতব ট্যাবটিকে বৈদ্যুতিক সংযোগ হিসাবে ব্যবহার করতে দেয়। এটি ক্যাথোড পথে পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স হ্রাস করে, যা উচ্চ-গতির সুইচিংয়ের জন্য উপকারী। হিটসিঙ্ক ক্যাথোড সম্ভাবনায় না থাকলে এটি সতর্ক বিচ্ছিন্নতা প্রয়োজন করে।

৯. ব্যবহারিক নকশা কেস স্টাডি

পরিস্থিতি: একটি ১.৫kW বুস্ট PFC পর্যায় নকশা করা।

একটি ইনপুট ভোল্টেজ রেঞ্জ ৮৫-২৬৫VAC, আউটপুট ভোল্টেজ ৪০০VDC এবং সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি ১০০kHz ধরে নিন। বুস্ট ডায়োড অবশ্যই ৪০০V ব্লক করতে হবে এবং ইন্ডাক্টর কারেন্ট বহন করতে হবে। গণনা দেখায় প্রায় ১০A এর একটি শীর্ষ কারেন্ট এবং প্রায় ৪A এর একটি গড় ডায়োড কারেন্ট।



৫০ns এর trr এবং ৩০nC এর QC সহ একটি সিলিকন আল্ট্রাফাস্ট ডায়োড ১০০kHz-এ উল্লেখযোগ্য বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি বহন করবে। এই SiC স্কটকি ডায়োড (QC=১২nC, কোন trr নেই) নির্বাচন করে, ডায়োডে সুইচিং ক্ষতি শুধুমাত্র ক্যাপাসিটিভ ক্ষতিতে হ্রাস পায়। এটি সরাসরি দক্ষতা ০.৫-১.৫% উন্নত করে, তাপ উৎপাদন হ্রাস করে এবং একটি ছোট হিটসিঙ্কের অনুমতি দিতে পারে বা উচ্চতর পরিবেষ্টিত তাপমাত্রায় অপারেশন সক্ষম করতে পারে। বিপরীত পুনরুদ্ধার কারেন্ট স্পাইকের অনুপস্থিতির কারণে নকশাটি হ্রাসকৃত EMI থেকেও উপকৃত হয়।

১০. অপারেটিং নীতি

একটি স্কটকি ডায়োড একটি ধাতু-সেমিকন্ডাক্টর জংশন দ্বারা গঠিত, একটি স্ট্যান্ডার্ড PN জংশন ডায়োডের মতো নয় যা একটি সেমিকন্ডাক্টর-সেমিকন্ডাক্টর জংশন ব্যবহার করে। একটি SiC স্কটকি ডায়োডে, একটি ধাতু (যেমন, টাইটানিয়াম) সিলিকন কার্বাইডে জমা করা হয়। এটি একটি স্কটকি ব্যারিয়ার তৈরি করে যা একটি ছোট ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে (নিম্ন VF) ফরওয়ার্ড দিকে কারেন্ট অবাধে প্রবাহিত হতে দেয়। বিপরীত দিকে, ব্যারিয়ার কারেন্ট প্রবাহ ব্লক করে। কারণ পরিবাহিতা শুধুমাত্র সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক (একটি N-টাইপ SiC সাবস্ট্রেটে ইলেকট্রন) এর উপর নির্ভর করে, সংখ্যালঘু বাহকের কোন ইনজেকশন এবং স্টোরেজ নেই। ফলস্বরূপ, যখন ভোল্টেজ বিপরীত হয়, তখন সরানোর জন্য কোন সংরক্ষিত চার্জ থাকে না, ফলে প্রায় তাত্ক্ষণিক টার্ন-অফ বৈশিষ্ট্য এবং বিপরীত পুনরুদ্ধারের অনুপস্থিতি ঘটে।

১১. প্রযুক্তি প্রবণতা

সিলিকন কার্বাইড পাওয়ার ডিভাইস, স্কটকি ডায়োড এবং MOSFET সহ, উচ্চতর দক্ষতা, ফ্রিকোয়েন্সি এবং পাওয়ার ঘনত্বের দিকে পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে একটি প্রধান প্রবণতা উপস্থাপন করে। বাজার ৬০০-৬৫০V ডিভাইস (সিলিকন সুপারজাংশন MOSFET এবং IGBT-এর সাথে প্রতিযোগিতা) থেকে শিল্প এবং অটোমোটিভ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ১২০০V এবং ১৭০০V রেটিং-এ চলছে। সম্পূর্ণ উচ্চ-কার্যকারিতা পাওয়ার পর্যায়ের জন্য মডিউলগুলিতে SiC ডায়োডের সাথে SiC MOSFET-এর ইন্টিগ্রেশন সাধারণ হয়ে উঠছে। SiC উপাদানের গুণমান এবং ফেব্রিকেশন প্রক্রিয়াগুলির ক্রমাগত উন্নতি খরচ কমিয়ে দিচ্ছে এবং ডিভাইসের নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করছে, SiC প্রযুক্তিকে মাঝারি এবং উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনে নতুন নকশার জন্য পছন্দের পছন্দ করে তুলছে যেখানে কর্মক্ষমতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।