TO-252-3L SiC Schottky Diode ডেটাশিট - ৬৫০V, ১৬A, ১.৫V - প্যাকেজ ৬.৬x৯.৮৪x১.৫২mm - বাংলা প্রযুক্তিগত ডকুমেন্টেশন

১. পণ্য সংক্ষিপ্ত বিবরণ

এই নথিতে একটি উচ্চ-কার্যকারিতা সিলিকন কার্বাইড (SiC) Schottky Barrier Diode (SBD) এর স্পেসিফিকেশন বিশদভাবে বর্ণনা করা হয়েছে, যা একটি সারফেস-মাউন্ট TO-252-3L (DPAK) প্যাকেজে রয়েছে। এই ডিভাইসটি উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার রূপান্তর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যেখানে দক্ষতা, পাওয়ার ঘনত্ব এবং তাপ ব্যবস্থাপনা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। SiC প্রযুক্তি ব্যবহার করে, এই ডায়োডটি প্রচলিত সিলিকন PN জাংশন ডায়োডের তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে, বিশেষ করে সুইচিং ক্ষতি হ্রাস এবং উচ্চতর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি সক্ষম করার ক্ষেত্রে।

এই উপাদানের মূল অবস্থান উন্নত পাওয়ার সাপ্লাই এবং শক্তি রূপান্তর সিস্টেমের মধ্যে। এর প্রাথমিক সুবিধাগুলি সিলিকন কার্বাইডের অন্তর্নিহিত উপাদান বৈশিষ্ট্য থেকে উদ্ভূত, যা সিলিকনের সমতুল্য ডায়োডের তুলনায় অনেক কম রিভার্স রিকভারি চার্জ এবং দ্রুত সুইচিং গতি অনুমোদন করে। এটি সরাসরি সার্কিটে সুইচিং ক্ষতি হ্রাস করে, যা সামগ্রিক সিস্টেম দক্ষতা বৃদ্ধির দিকে নিয়ে যায়।

লক্ষ্য বাজার এবং অ্যাপ্লিকেশনগুলি বৈচিত্র্যময়, যা আধুনিক, দক্ষ পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে। প্রধান খাতগুলির মধ্যে রয়েছে শিল্প মোটর ড্রাইভ, সৌর ইনভার্টারের মতো নবায়নযোগ্য শক্তি সিস্টেম, সার্ভার এবং ডেটা সেন্টার পাওয়ার সাপ্লাই এবং অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS)। এই অ্যাপ্লিকেশনগুলি ডায়োডের উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করার ক্ষমতা থেকে ব্যাপকভাবে উপকৃত হয়, যা ইন্ডাক্টর এবং ক্যাপাসিটরের মতো ছোট প্যাসিভ উপাদান ব্যবহারের অনুমতি দেয়, যার ফলে পাওয়ার ঘনত্ব বৃদ্ধি পায় এবং সম্ভাব্যভাবে সিস্টেমের আকার এবং খরচ হ্রাস পায়।

২. গভীর প্রযুক্তিগত প্যারামিটার বিশ্লেষণ

২.১ পরম সর্বোচ্চ রেটিং

পরম সর্বোচ্চ রেটিংগুলি চাপের সীমা নির্ধারণ করে, যার বাইরে ডিভাইসের স্থায়ী ক্ষতি হতে পারে। এগুলি স্বাভাবিক অপারেশনের জন্য উদ্দেশ্য নয়।

• পুনরাবৃত্ত শীর্ষ বিপরীত ভোল্টেজ (VRRM):৬৫০V। এটি সর্বোচ্চ বিপরীত ভোল্টেজ যা পুনরাবৃত্তভাবে প্রয়োগ করা যেতে পারে।
• অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IF):১৬A। এটি সর্বোচ্চ অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট যা ডায়োডটি পরিচালনা করতে পারে, সর্বোচ্চ জাংশন তাপমাত্রা এবং তাপীয় প্রতিরোধ দ্বারা সীমাবদ্ধ।
• সার্জ নন-রিপিটিটিভ ফরওয়ার্ড কারেন্ট (IFSM):২৭A। এই রেটিংটি স্বল্প সময়ের জন্য (১০ms, অর্ধ-সাইন ওয়েভ) সর্বাধিক অনুমোদিত সার্জ কারেন্ট নির্দিষ্ট করে, যা ইনরাশ বা ফল্ট অবস্থা পরিচালনার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
• জাংশন তাপমাত্রা (TJ):১৭৫°C। সেমিকন্ডাক্টর জাংশনের সর্বোচ্চ অনুমোদিত তাপমাত্রা।
• মোট পাওয়ার ডিসিপেশন (PD):৭০W। কেস তাপমাত্রা ২৫°C এ প্যাকেজটি যে সর্বোচ্চ শক্তি অপচয় করতে পারে।

২.২ বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য

এই প্যারামিটারগুলি নির্দিষ্ট পরীক্ষার শর্তে ডিভাইসের কর্মক্ষমতা সংজ্ঞায়িত করে।

• ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ (VF):সাধারণত ১৬A এবং ২৫°C জাংশন তাপমাত্রায় ১.৫V, সর্বোচ্চ ১.৮৫V। এই কম VF হল SiC Schottky প্রযুক্তির একটি মূল সুবিধা, যা কম পরিবাহিতা ক্ষতির দিকে নিয়ে যায়। লক্ষ্য করুন যে VF তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়, ১৭৫°C এ প্রায় ১.৯V এ পৌঁছায়।
• রিভার্স কারেন্ট (IR):সাধারণত ৫২০V এবং ২৫°C এ ২µA, সর্বোচ্চ ৬০µA। এই কম লিকেজ কারেন্ট ব্লকিং অবস্থায় উচ্চ দক্ষতায় অবদান রাখে।
• মোট ক্যাপাসিটিভ চার্জ (QC):৪০০V এ ২২ nC (সাধারণ)। এটি সুইচিং ক্ষতি গণনার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ প্যারামিটার। কম QC মান নির্দেশ করে যে ন্যূনতম সঞ্চিত চার্জ রয়েছে যা টার্ন-অফের সময় অপসারণ করা প্রয়োজন, যা মূলত কোন বিপরীত পুনরুদ্ধার কারেন্ট এবং খুব কম সুইচিং ক্ষতির দিকে নিয়ে যায়।
• মোট ক্যাপাসিট্যান্স (Ct):এটি ভোল্টেজ-নির্ভর। এটি ১V এ ৪০২ pF, ২০০V এ ৪৩ pF এবং ৪০০V এ ৩২ pF (সাধারণ, ১MHz এ) পরিমাপ করে। বিপরীত ভোল্টেজ বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পাওয়া জাংশন ক্যাপাসিট্যান্সের বৈশিষ্ট্য।

২.৩ তাপীয় বৈশিষ্ট্য

নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতার জন্য তাপ ব্যবস্থাপনা সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ।

• তাপীয় প্রতিরোধ, জাংশন-টু-কেস (RθJC):২.৯ °C/W (সাধারণ)। এই কম মানটি সেমিকন্ডাক্টর জাংশন থেকে প্যাকেজ কেসে দক্ষ তাপ স্থানান্তর নির্দেশ করে, যা উত্পন্ন তাপ একটি হিটসিঙ্ক বা PCB-তে অপচয় করার জন্য অপরিহার্য।

৩. কর্মক্ষমতা বক্ররেখা বিশ্লেষণ

ডেটাশিটে ডিজাইনের জন্য প্রয়োজনীয় বেশ কয়েকটি বৈশিষ্ট্যগত বক্ররেখা প্রদান করা হয়েছে।

৩.১ VF-IF বৈশিষ্ট্য

এই গ্রাফটি বিভিন্ন জাংশন তাপমাত্রায় ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ এবং ফরওয়ার্ড কারেন্টের মধ্যে সম্পর্ক দেখায়। এটি দৃশ্যত কম ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং এর ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগ প্রদর্শন করে। ডিজাইনাররা এটি পরিবাহিতা ক্ষতি গণনা করতে (Pcond = VF * IF) এবং তাপমাত্রার সাথে ক্ষতি কীভাবে পরিবর্তিত হয় তা বুঝতে ব্যবহার করেন।

৩.২ VR-IR বৈশিষ্ট্য

এই বক্ররেখাটি বিভিন্ন তাপমাত্রায় বিপরীত লিকেজ কারেন্ট বনাম বিপরীত ভোল্টেজ প্লট করে। এটি উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ তাপমাত্রায়ও কম লিকেজ কারেন্ট নিশ্চিত করে, যা ব্লকিং মোডে দক্ষতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

৩.৩ সর্বোচ্চ ফরওয়ার্ড কারেন্ট বনাম কেস তাপমাত্রা

এই ডিরেটিং বক্ররেখাটি দেখায় যে কীভাবে সর্বোচ্চ অনুমোদিত অবিচ্ছিন্ন ফরওয়ার্ড কারেন্ট কেস তাপমাত্রা (TC) বৃদ্ধির সাথে হ্রাস পায়। এটি তাপীয় নকশার জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সরঞ্জাম, যা নিশ্চিত করে যে ডায়োডটি তার নিরাপদ অপারেটিং এলাকা (SOA) এর বাইরে পরিচালিত হয় না।

৩.৪ পাওয়ার ডিসিপেশন বনাম কেস তাপমাত্রা

কারেন্ট ডিরেটিংয়ের মতোই, এই বক্ররেখাটি কেস তাপমাত্রার একটি ফাংশন হিসাবে সর্বোচ্চ অনুমোদিত পাওয়ার ডিসিপেশন দেখায়।

৩.৫ ট্রানজিয়েন্ট তাপীয় প্রতিবন্ধকতা

এই গ্রাফটি স্বল্প শক্তি পালসের সময় তাপীয় কর্মক্ষমতা মূল্যায়নের জন্য গুরুত্বপূর্ণ। এটি পরিবর্তনশীল প্রস্থের একক পালসের জন্য জাংশন থেকে কেস পর্যন্ত কার্যকর তাপীয় প্রতিরোধ দেখায়। এই ডেটা সুইচিং ইভেন্টের সময় শীর্ষ জাংশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি গণনা করতে ব্যবহৃত হয়, যা প্রায়শই স্থির-অবস্থার শর্তগুলির চেয়ে বেশি চাপযুক্ত।

৪. যান্ত্রিক এবং প্যাকেজ তথ্য

৪.১ প্যাকেজ মাত্রা (TO-252-3L)

ডায়োডটি একটি TO-252-3L প্যাকেজে আবদ্ধ, যা DPAK নামেও পরিচিত। মূল মাত্রাগুলির মধ্যে রয়েছে:

• প্যাকেজ দৈর্ঘ্য (E): ৬.৬০ mm (সাধারণ)
• প্যাকেজ প্রস্থ (D): ৬.১০ mm (সাধারণ)
• প্যাকেজ উচ্চতা (H): ৯.৮৪ mm (সাধারণ)
• লিড পিচ (e1): ২.২৮ mm (মৌলিক)
• লিড দৈর্ঘ্য (L): ১.৫২ mm (সাধারণ)

বিস্তারিত অঙ্কন PCB ফুটপ্রিন্ট ডিজাইন এবং সমাবেশের জন্য সমস্ত সমালোচনামূলক সহনশীলতা প্রদান করে।

৪.২ পিন কনফিগারেশন এবং পোলারিটি

প্যাকেজটিতে তিনটি সংযোগ রয়েছে: দুটি লিড এবং কেস (ট্যাব)।

• পিন ১: ক্যাথোড (K)
• পিন ২: অ্যানোড (A)
• কেস (ট্যাব): এটি অভ্যন্তরীণভাবে ক্যাথোড (K) এর সাথে সংযুক্ত। এটি PCB লেআউট এবং হিটসিঙ্কিংয়ের জন্য একটি সমালোচনামূলক বিবরণ, কারণ ট্যাবটিকে অন্যান্য সার্কিট থেকে বৈদ্যুতিকভাবে বিচ্ছিন্ন করতে হবে যদি সেগুলি ক্যাথোড সম্ভাবনায় না থাকে।

৪.৩ সুপারিশকৃত PCB প্যাড লেআউট

সারফেস-মাউন্ট সমাবেশের জন্য একটি প্রস্তাবিত ফুটপ্রিন্ট প্রদান করা হয়েছে। এই লেআউটটি নির্ভরযোগ্য সোল্ডার জয়েন্ট গঠন, যথাযথ তাপীয় ত্রাণ এবং PCB তামায় কার্যকর তাপ অপচয় নিশ্চিত করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এই সুপারিশ মেনে চলা উত্পাদন ফলন এবং দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্যতার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

৫. অ্যাপ্লিকেশন নির্দেশিকা এবং ডিজাইন বিবেচনা

৫.১ সাধারণ অ্যাপ্লিকেশন সার্কিট

এই SiC Schottky ডায়োডটি বেশ কয়েকটি মূল পাওয়ার রূপান্তর টপোলজির জন্য আদর্শভাবে উপযুক্ত:

• পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (PFC):সুইচ-মোড পাওয়ার সাপ্লাই (SMPS) এর বুস্ট কনভার্টার পর্যায়ে ব্যবহৃত হয়। এর উচ্চ-গতির সুইচিং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে ক্ষতি হ্রাস করে, PFC পর্যায়ের দক্ষতা উন্নত করে।
• সোলার ইনভার্টার DC-AC পর্যায়:প্রায়শই ইনভার্টারের ফ্রিওহিলিং বা ক্ল্যাম্পিং সার্কিটে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ ভোল্টেজ রেটিং এবং কম সুইচিং ক্ষতি সৌর অ্যাপ্লিকেশনে সাধারণ উচ্চ DC বাস ভোল্টেজ এবং সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সির জন্য উপকারী।
• মোটর ড্রাইভ ইনভার্টার:ইনসুলেটেড-গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (IGBT) বা MOSFET জুড়ে ফ্রিওহিলিং ডায়োড হিসাবে কাজ করে। দ্রুত পুনরুদ্ধার ডেড-টাইম প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে এবং ভোল্টেজ স্পাইক কমায়।
• অনবিচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (UPS) এবং ডেটা সেন্টার পাওয়ার সাপ্লাই:উচ্চ দক্ষতা অর্জনের জন্য PFC এবং DC-DC রূপান্তর পর্যায় উভয় ক্ষেত্রেই ব্যবহৃত হয়, যা শক্তি খরচ এবং শীতলীকরণের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করার জন্য গুরুত্বপূর্ণ।

৫.২ মূল ডিজাইন বিবেচনা

• তাপ ব্যবস্থাপনা:এর কম ক্ষতি সত্ত্বেও, যথাযথ হিটসিঙ্কিং অপরিহার্য। কম RθJC তাপকে PCB বা একটি বাহ্যিক হিটসিঙ্কে দক্ষতার সাথে স্থানান্তর করতে দেয়। মাউন্টিং ট্যাব (ক্যাথোড) একটি হিটসিঙ্ক হিসাবে কাজ করার জন্য PCB-তে পর্যাপ্ত বড় তামার এলাকায় সোল্ডার করা আবশ্যক। উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য, ট্যাবের সাথে সংযুক্ত একটি বাহ্যিক হিটসিঙ্ক প্রয়োজন হতে পারে।
• সমান্তরাল ডিভাইস:SiC Schottky ডায়োডগুলির ফরওয়ার্ড ভোল্টেজের জন্য একটি ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগ রয়েছে। এই বৈশিষ্ট্যটি সমান্তরাল ডিভাইসগুলির মধ্যে কারেন্ট শেয়ারিংকে উন্নীত করে, তাপীয় রানওয়ে প্রতিরোধ করতে সাহায্য করে—যা অন্য কিছু ডায়োড প্রযুক্তির তুলনায় একটি উল্লেখযোগ্য সুবিধা।
• সুইচিং গতি এবং লেআউট:ডায়োডের অতি-দ্রুত সুইচিং ক্ষমতার অর্থ হল সার্কিট লেআউট সমালোচনামূলক। টার্ন-অফের সময় অত্যধিক ভোল্টেজ ওভারশুট এড়াতে পাওয়ার লুপে পরজীবী ইন্ডাকট্যান্স কমানো প্রয়োজন। এতে সংক্ষিপ্ত, প্রশস্ত ট্রেস ব্যবহার এবং ডিকাপলিং ক্যাপাসিটরের যথাযথ স্থাপন জড়িত।
• গেট ড্রাইভ বিবেচনা (সম্পর্কিত সুইচগুলির জন্য):রিভার্স রিকভারি কারেন্টের অভাব সহযোগী সুইচিং ট্রানজিস্টরগুলির (যেমন, MOSFET, IGBT) জন্য গেট ড্রাইভ সার্কিটের নকশাকে সরল করে, কারণ ডায়োড পুনরুদ্ধারের কারণে সৃষ্ট শুট-থ্রু কারেন্টের কোন উদ্বেগ নেই।

৬. প্রযুক্তিগত তুলনা এবং সুবিধা

স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন ফাস্ট রিকভারি ডায়োড (FRD) বা এমনকি সিলিকন কার্বাইড জাংশন ব্যারিয়ার Schottky (JBS) ডায়োডের তুলনায়, এই উপাদানটি স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে:

• সিলিকন PN ডায়োড বনাম:সবচেয়ে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য হল প্রায়-শূন্য বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ (Qrr), যা মূলত ক্যাপাসিটিভ চার্জ (Qc) দ্বারা প্রতিস্থাপিত হয়। এটি বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি এবং সম্পর্কিত EMI দূর করে, অনেক উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি (দশ থেকে শত kHz) অনুমোদন করে।
• সিলিকন Schottky ডায়োড বনাম:সিলিকন Schottky ডায়োডগুলি কম ভোল্টেজ রেটিং (সাধারণত ২০০V এর নিচে) পর্যন্ত সীমাবদ্ধ। এই SiC ডায়োডটি Schottky সংশোধন নীতির সুবিধাগুলি (কম VF, দ্রুত সুইচিং) ৬৫০V শ্রেণীতে প্রসারিত করে, যা অনেক অফলাইন পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ।
• উচ্চ-তাপমাত্রা অপারেশন:SiC উপাদান সিলিকনের তুলনায় উচ্চতর জাংশন তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে, যা কঠোর পরিবেশে নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে।
• সিস্টেম-স্তরের সুবিধা:উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি সক্ষম করা চৌম্বকীয় উপাদান (ইন্ডাক্টর, ট্রান্সফরমার) এবং ক্যাপাসিটরের আকার হ্রাস করতে দেয়, যার ফলে আরও কমপ্যাক্ট এবং হালকা পাওয়ার সাপ্লাই হয়। উন্নত দক্ষতা তাপ উৎপাদন হ্রাস করে, যা শীতলীকরণ সিস্টেমগুলিকে সরল বা নির্মূল করতে পারে, খরচ এবং আকার আরও হ্রাস করে।

৭. প্রায়শই জিজ্ঞাসিত প্রশ্ন (FAQs)

৭.১ "মূলত কোন সুইচিং ক্ষতি নেই" এর অর্থ কী?

সিলিকন PN ডায়োডের মতো নয় যা সংখ্যালঘু বাহক সংরক্ষণ করে যা টার্ন-অফের সময় অপসারণ করতে হবে (একটি বড় বিপরীত পুনরুদ্ধার কারেন্ট এবং উল্লেখযোগ্য ক্ষতি সৃষ্টি করে), SiC Schottky ডায়োডগুলি সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক ডিভাইস। তাদের টার্ন-অফ আচরণ জাংশন ক্যাপাসিট্যান্স (Qc) এর ডিসচার্জ দ্বারা প্রভাবিত। হারিয়ে যাওয়া শক্তি এই ক্যাপাসিট্যান্স চার্জ এবং ডিসচার্জ করার সাথে সম্পর্কিত (E = 1/2 * C * V^2), যা সাধারণত একটি তুলনামূলক সিলিকন ডায়োডের বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতির চেয়ে অনেক কম।

৭.২ কেন ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ তাপমাত্রা সহগ ধনাত্মক?

Schottky ডায়োডে, একটি নির্দিষ্ট কারেন্টের জন্য ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ Schottky ব্যারিয়ার উচ্চতা হ্রাসের কারণে তাপমাত্রার সাথে সামান্য হ্রাস পায়। যাইহোক, উচ্চ-কারেন্ট SiC Schottky ডায়োডগুলিতে প্রভাবশালী প্রভাব হল ড্রিফ্ট অঞ্চলের প্রতিরোধের তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি। এই প্রতিরোধের বৃদ্ধি সামগ্রিক ফরওয়ার্ড ভোল্টেজকে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে বৃদ্ধি পেতে দেয়, যা কারেন্ট শেয়ারিংয়ের জন্য উপকারী ধনাত্মক তাপমাত্রা সহগ প্রদান করে।

৭.৩ আমি কীভাবে আমার অ্যাপ্লিকেশনে জাংশন তাপমাত্রা গণনা করব?

স্থির-অবস্থার জাংশন তাপমাত্রা ব্যবহার করে অনুমান করা যেতে পারে: TJ = TC + (PD * RθJC)। যেখানে TC হল পরিমাপকৃত কেস তাপমাত্রা, PD হল ডায়োডে অপচয় হওয়া শক্তি (পরিবাহিতা ক্ষতি + সুইচিং ক্ষতি), এবং RθJC হল তাপীয় প্রতিরোধ। গতিশীল অবস্থার জন্য, ট্রানজিয়েন্ট তাপীয় প্রতিবন্ধকতা বক্ররেখা অবশ্যই পাওয়ার ডিসিপেশন ওয়েভফর্মের সাথে ব্যবহার করতে হবে।

৭.৪ আমি কি ৪০০V AC সংশোধনের জন্য এই ডায়োড ব্যবহার করতে পারি?

৪০০V AC লাইন ভোল্টেজ সংশোধন করার জন্য, শীর্ষ বিপরীত ভোল্টেজ ~৫৬৫V (৪০০V * √2) পর্যন্ত হতে পারে। একটি ৬৫০V-রেটেড ডায়োড লাইনে ভোল্টেজ স্পাইক এবং ট্রানজিয়েন্টের জন্য একটি নিরাপত্তা মার্জিন প্রদান করে, যা এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি উপযুক্ত এবং সাধারণ পছন্দ করে তোলে, যার মধ্যে তিন-ফেজ ৪০০VAC সিস্টেমও রয়েছে।

৮. ব্যবহারিক ডিজাইন উদাহরণ

পরিস্থিতি:একটি সার্ভার পাওয়ার সাপ্লাইয়ের জন্য ১.৫kW বুস্ট পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (PFC) পর্যায় ডিজাইন করা, লক্ষ্য ইনপুট ভোল্টেজ পরিসীমা ৮৫-২৬৫VAC এবং আউটপুট ৪০০VDC। চৌম্বকীয় আকার কমানোর জন্য সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি ১০০ kHz এ সেট করা হয়েছে।

ডায়োড নির্বাচনের যুক্তি:একটি স্ট্যান্ডার্ড সিলিকন আলট্রাফাস্ট ডায়োডের ১০০ kHz এ উল্লেখযোগ্য বিপরীত পুনরুদ্ধার ক্ষতি থাকবে, যা দক্ষতাকে গুরুতরভাবে প্রভাবিত করবে। এই ৬৫০V SiC Schottky ডায়োডটি বেছে নেওয়া হয়েছে কারণ এর সুইচিং ক্ষতি নগণ্য (Qc এর উপর ভিত্তি করে), এবং এর পরিবাহিতা ক্ষতি (VF এর উপর ভিত্তি করে) কম। উপযুক্ত ডিরেটিং সহ এই অ্যাপ্লিকেশনে গড় এবং RMS কারেন্টের জন্য ১৬A অবিচ্ছিন্ন কারেন্ট রেটিং পর্যাপ্ত।

তাপীয় নকশা:গণনা দেখায় যে একটি ডায়োড পরিবাহিতা ক্ষতি প্রায় ৪W। সাধারণ RθJC ২.৯°C/W ব্যবহার করে, যদি কেস তাপমাত্রা ৮০°C এ বজায় রাখা হয়, তবে জাংশন তাপমাত্রা বৃদ্ধি হবে ~১১.৬°C, যার ফলে TJ হবে ~৯১.৬°C, যা ১৭৫°C সর্বোচ্চের মধ্যে ভালভাবে রয়েছে। এটি একটি বড় বাহ্যিক হিটসিঙ্কের প্রয়োজন ছাড়াই প্রাথমিক হিটসিঙ্ক হিসাবে একটি PCB তামার প্যাড ব্যবহারের অনুমতি দেয়, স্থান এবং খরচ সাশ্রয় করে।

৯. প্রযুক্তি পরিচিতি এবং প্রবণতা

৯.১ সিলিকন কার্বাইড (SiC) প্রযুক্তি নীতি

সিলিকন কার্বাইড একটি ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদান। এর বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ (4H-SiC এর জন্য প্রায় ৩.২৬ eV বনাম Si এর জন্য ১.১২ eV) এটিকে বেশ কয়েকটি উচ্চতর ভৌত বৈশিষ্ট্য দেয়: একটি অনেক উচ্চতর সমালোচনামূলক বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজ রেটিংয়ের জন্য পাতলা, নিম্ন-প্রতিরোধের ড্রিফ্ট স্তর অনুমোদন করে), উচ্চতর তাপীয় পরিবাহিতা (তাপ অপচয় উন্নত করে), এবং অনেক উচ্চতর তাপমাত্রায় কাজ করার ক্ষমতা। Schottky ডায়োডে, SiC উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ, কম ফরওয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং অত্যন্ত দ্রুত সুইচিংয়ের সংমিশ্রণ সক্ষম করে—একটি সংমিশ্রণ যা সিলিকন দিয়ে অর্জন করা কঠিন।

৯.২ শিল্প প্রবণতা

SiC পাওয়ার ডিভাইস, Schottky ডায়োড এবং MOSFET সহ, গ্রহণ ত্বরান্বিত হচ্ছে। মূল চালকগুলি হল সমস্ত খাতে (শিল্প, অটোমোটিভ, ভোক্তা) শক্তি দক্ষতার জন্য বিশ্বব্যাপী চাপ এবং উচ্চতর পাওয়ার ঘনত্বের চাহিদা। উত্পাদনের পরিমাণ বৃদ্ধি এবং খরচ অব্যাহতভাবে হ্রাস পাওয়ার সাথে সাথে, SiC বিশেষ, উচ্চ-কার্যকারিতা অ্যাপ্লিকেশন থেকে মূলধারার পাওয়ার সাপ্লাই, বৈদ্যুতিক যানবাহনের অনবোর্ড চার্জার এবং সৌর শক্তি সিস্টেমে স্থানান্তরিত হচ্ছে। প্রবণতা হল অটোমোটিভ এবং শিল্প ড্রাইভের জন্য উচ্চতর ভোল্টেজ রেটিং (যেমন, ১২০০V, ১৭০০V) এবং সম্পূর্ণ, উচ্চ-কার্যকারিতা সুইচিং সেলের জন্য পাওয়ার মডিউলে SiC ডায়োডের সাথে SiC MOSFET-এর একীকরণের দিকে।