TO-220-2L SiC Schottky Diode Datasheet - 650V - 6A - 1.5V Forward Voltage - English Technical Document

1. उत्पाद अवलोकन

यह दस्तावेज़ TO-220-2L पैकेज में रखे गए एक उच्च-प्रदर्शन सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) शॉटकी बैरियर डायोड (SBD) के विनिर्देशों का विवरण देता है। यह उपकरण उच्च-वोल्टेज, उच्च-आवृत्ति बिजली रूपांतरण अनुप्रयोगों के लिए डिज़ाइन किया गया है, जहाँ दक्षता, तापीय प्रबंधन और स्विचिंग गति महत्वपूर्ण हैं। SiC प्रौद्योगिकी अपने उत्कृष्ट पदार्थ गुणों के कारण, पारंपरिक सिलिकॉन डायोड पर महत्वपूर्ण लाभ प्रदान करती है।

इस डायोड का मुख्य लाभ सिलिकॉन कार्बाइड का उपयोग करके इसकी शॉटकी बैरियर संरचना में निहित है। पारंपरिक PN-जंक्शन डायोड के विपरीत, शॉटकी डायोड बहुसंख्यक वाहक उपकरण होते हैं, जो मूल रूप से रिवर्स रिकवरी चार्ज (Qrr) और संबंधित स्विचिंग हानियों को समाप्त करते हैं। यह विशिष्ट SiC कार्यान्वयन 650V के उच्च ब्लॉकिंग वोल्टेज की अनुमति देता है, जबकि अपेक्षाकृत कम फॉरवर्ड वोल्टेज ड्रॉप (VF) और न्यूनतम कैपेसिटिव चार्ज (Qc) बनाए रखता है, जो सिलिकॉन विकल्पों की तुलना में बहुत अधिक आवृत्तियों पर संचालन को सक्षम बनाता है।

1.1 प्रमुख विशेषताएँ और लाभ

इस डायोड की प्राथमिक विशेषताएँ डिज़ाइनरों के लिए सीधे तौर पर सिस्टम-स्तरीय लाभों में परिवर्तित होती हैं:

• कम फॉरवर्ड वोल्टेज (VF = 1.5V typical at 6A): चालन हानियों को कम करता है, सीधे सिस्टम दक्षता में सुधार करता है और संचालन के दौरान कम ऊष्मा उत्पन्न करता है।
• उच्च-गति स्विचिंग बिना रिवर्स रिकवरी के: एक शॉटकी डिवाइस के रूप में, इसमें अनिवार्य रूप से कोई रिवर्स रिकवरी समय या चार्ज (Qrr) नहीं होता है। यह स्विचिंग हानियों को न्यूनतम करता है, उच्च आवृत्ति संचालन की अनुमति देता है, और विद्युतचुंबकीय हस्तक्षेप (EMI) को कम करता है।
• उच्च सर्ज करंट क्षमता (IFSM = 24A): पावर सप्लाई और मोटर ड्राइव में आमतौर पर पाए जाने वाले करंट ट्रांजिएंट और इनरश स्थितियों के विरुद्ध मजबूती प्रदान करता है।
• उच्च जंक्शन तापमान (TJ,max = 175°C): उच्च परिवेशी तापमान वाले वातावरण में संचालन को सक्षम बनाता है या छोटे हीट सिंक के उपयोग की अनुमति देता है, जिससे सिस्टम के आकार और लागत में कमी आती है।
• समानांतर संचालन: फॉरवर्ड वोल्टेज विशेषता का सकारात्मक तापमान गुणांक थर्मल रनवे को रोकने में मदद करता है, जिससे उच्च धारा अनुप्रयोगों के लिए कई उपकरणों को समानांतर में जोड़ना अधिक सुरक्षित हो जाता है।
• पर्यावरण अनुपालन: यह उपकरण Pb-Free, Halogen Free और RoHS Compliant है, जो आधुनिक पर्यावरणीय नियमों का अनुपालन करता है।

1.2 लक्षित अनुप्रयोग

यह डायोड पावर इलेक्ट्रॉनिक्स अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए आदर्श रूप से उपयुक्त है, जिसमें शामिल हैं लेकिन इन्हीं तक सीमित नहीं:

• स्विच्ड-मोड पावर सप्लाई (SMPS) में पावर फैक्टर करेक्शन (PFC) सर्किट: इसकी तेज स्विचिंग और उच्च वोल्टेज रेटिंग इसे बूस्ट PFC स्टेज के लिए आदर्श बनाती है, जिससे समग्र बिजली आपूर्ति दक्षता और बिजली गुणवत्ता में सुधार होता है।
• सोलर इन्वर्टर: फोटोवोल्टिक पैनलों से ऊर्जा संग्रह और रूपांतरण दक्षता को अधिकतम करने के लिए बूस्ट कन्वर्टर या फ्रीव्हीलिंग डायोड स्थितियों में प्रयुक्त।
• अनइंटरप्टिबल पावर सप्लाईज (यूपीएस): रेक्टिफायर और इन्वर्टर चरणों की दक्षता और पावर घनत्व को बढ़ाता है।
• मोटर ड्राइव्स: इन्वर्टर ब्रिज में फ्रीव्हीलिंग या क्लैंपिंग डायोड के रूप में कार्य करता है, जो वेरिएबल फ्रीक्वेंसी ड्राइव्स (VFDs) में तेज स्विचिंग और हानियों को कम करने में सक्षम बनाता है।
• डेटा सेंटर पावर डिस्ट्रीब्यूशन: सर्वर पावर सप्लाई और पावर डिस्ट्रीब्यूशन यूनिट्स में उच्च दक्षता में योगदान देता है, जिससे परिचालन लागत और शीतलन आवश्यकताएं कम होती हैं।

2. गहन तकनीकी पैरामीटर विश्लेषण

यह खंड डेटाशीट में निर्दिष्ट प्रमुख विद्युत और तापीय पैरामीटर की विस्तृत, वस्तुनिष्ठ व्याख्या प्रदान करता है।

2.1 अधिकतम रेटिंग और पूर्ण सीमाएं

ये तनाव सीमाएं हैं जिन्हें विश्वसनीयता सुनिश्चित करने और स्थायी क्षति को रोकने के लिए किसी भी परिचालन स्थिति में पार नहीं किया जाना चाहिए।

• Repetitive Peak Reverse Voltage (VRRM): 650V - यह डायोड द्वारा बार-बार सहन की जा सकने वाली अधिकतम तात्कालिक रिवर्स वोल्टेज है। दीर्घकालिक विश्वसनीयता के लिए पर्याप्त डीरेटिंग मार्जिन (जैसे, अधिकतम अपेक्षित सिस्टम वोल्टेज से 20-30% नीचे) के साथ डिजाइन करना महत्वपूर्ण है।
• Continuous Forward Current (IF): 6A - यह अधिकतम DC करंट है जिसे डिवाइस लगातार वहन कर सकता है जब केस का तापमान (TC) 25°C पर हो। वास्तविक अनुप्रयोगों में, केस का तापमान अधिक होगा, इसलिए उपयोग योग्य निरंतर करंट को थर्मल प्रतिरोध और परिवेशीय स्थितियों के आधार पर डीरेट किया जाता है (थर्मल विशेषताएँ देखें)।
• Surge Non-Repetitive Forward Current (IFSM): 24A - यह रेटिंग डायोड की एकल, अल्प अवधि (10ms हाफ-साइन वेव) के सर्ज करंट, जैसे कि स्टार्टअप या फॉल्ट स्थितियों के दौरान, को संभालने की क्षमता को दर्शाती है। यह मजबूती के लिए एक प्रमुख पैरामीटर है।
• Junction Temperature (TJ): 175°C - सेमीकंडक्टर डाई की स्वयं की अधिकतम अनुमेय तापमान सीमा। इस सीमा से ऊपर संचालन तत्काल विफलता या त्वरित क्षय का कारण बन सकता है।

2.2 Electrical Characteristics

ये निर्दिष्ट परीक्षण स्थितियों के तहत विशिष्ट प्रदर्शन पैरामीटर हैं।

• Forward Voltage (VF): 1.5V (Typ) at IF=6A, TJ=25°C - यह कंडक्शन लॉस गणना (Ploss = VF * IF) के लिए एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है। ध्यान दें कि VF जंक्शन तापमान के साथ बढ़ता है (175°C पर अधिकतम 1.9V तक), जो एक पॉजिटिव टेम्परेचर कोएफिशिएंट है। यह विशेषता डिवाइसों के समानांतर जुड़े होने पर करंट शेयरिंग में सहायता करती है।
• रिवर्स लीकेज करंट (IR): VR=520V, TJ=25°C पर 0.8µA (Typ) - यह वह छोटी धारा है जो डायोड के रिवर्स-बायस्ड होने पर प्रवाहित होती है। यह तापमान के साथ काफी बढ़ जाती है (175°C पर 9µA typ), विशेष रूप से उच्च तापमान पर ऑफ-स्टेट लॉस में योगदान करती है।
• कुल संधारित्र आवेश (QC): VR=400V पर 10nC (Typ) - यह पैरामीटर डायोड की जंक्शन धारिता से जुड़े आवेश को मापता है। स्विचिंग के दौरान, इस आवेश की आपूर्ति या निष्कासन किया जाना चाहिए, जो स्विचिंग हानियों में योगदान देता है। कम QC मान SiC Schottky डायोड का एक प्रमुख लाभ है, जो उच्च-आवृत्ति संचालन को सक्षम बनाता है।
• धारिता संचित ऊर्जा (EC): VR=400V पर 1.5µJ (Typ) - दिए गए रिवर्स वोल्टेज पर डायोड की कैपेसिटेंस में संग्रहीत ऊर्जा को दर्शाता है (EC = 0.5 * C * V^2)। यह ऊर्जा प्रत्येक स्विचिंग चक्र के दौरान नष्ट हो जाती है, जिससे हानियाँ होती हैं।

2.3 Thermal Characteristics

रेटेड करंट प्राप्त करने और विश्वसनीय संचालन के लिए थर्मल प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है।

• थर्मल रेजिस्टेंस, जंक्शन-टू-केस (RθJC): 2.1°C/W (टाइपिकल) - यह TO-220 पैकेज के सेमीकंडक्टर जंक्शन से बाहरी केस तक ऊष्मा प्रवाह के प्रतिरोध को दर्शाता है। एक कम मान डाई से बेहतर ऊष्मा स्थानांतरण को इंगित करता है। इस पैरामीटर का उपयोग केस तापमान से ऊपर जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना के लिए किया जाता है: ΔTJ = PD * RθJC, जहां PD पावर डिसिपेशन है।
• टोटल पावर डिसिपेशन (PD): 71W at TC=25°C - यह वह अधिकतम शक्ति है जो डिवाइस तब क्षय कर सकता है जब उसका केस 25°C पर रखा जाता है। व्यवहार में, यह एक सैद्धांतिक सीमा है जिसका उपयोग डीरेटिंग की गणना के लिए किया जाता है। वास्तविक अधिकतम शक्ति क्षय अधिकतम जंक्शन तापमान (175°C), थर्मल प्रतिरोध और हीटसिंक/परिवेश के तापमान द्वारा निर्धारित होता है।

3. प्रदर्शन वक्र विश्लेषण

विशिष्ट प्रदर्शन ग्राफ़ विभिन्न संचालन स्थितियों के तहत डिवाइस के व्यवहार में दृश्य अंतर्दृष्टि प्रदान करते हैं।

3.1 VF-IF Characteristics

यह ग्राफ विभिन्न जंक्शन तापमानों पर अग्र वोल्टेज और अग्र धारा के बीच संबंध दर्शाता है। मुख्य अवलोकन: वक्र बहुत कम धाराओं पर घातांकीय होता है और उच्च धाराओं पर अधिक रैखिक हो जाता है। धनात्मक तापमान गुणांक स्पष्ट है, क्योंकि उच्च तापमान के लिए वक्र ऊपर की ओर खिसक जाता है। विशिष्ट संचालन बिंदुओं पर सटीक चालन हानियों की गणना के लिए यह ग्राफ आवश्यक है।

3.2 VR-IR Characteristics

यह प्लॉट रिवर्स लीकेज करंट को रिवर्स वोल्टेज के फंक्शन के रूप में दर्शाता है, आमतौर पर कई तापमानों पर। यह प्रदर्शित करता है कि कैसे ब्रेकडाउन क्षेत्र के निकट आने तक लीकेज करंट अपेक्षाकृत कम रहता है और कैसे यह तापमान के साथ घातांकीय रूप से बढ़ता है। यह जानकारी उच्च-तापमान अनुप्रयोगों में ऑफ-स्टेट लॉस का अनुमान लगाने के लिए महत्वपूर्ण है।

3.3 VR-Ct Characteristics

यह वक्र कुल डायोड कैपेसिटेंस (Ct) बनाम रिवर्स वोल्टेज (VR) प्रदर्शित करता है। रिवर्स वोल्टेज बढ़ने के साथ कैपेसिटेंस गैर-रैखिक रूप से घटती है (डिप्लीशन रीजन के चौड़ा होने के कारण)। यह परिवर्तनशील कैपेसिटेंस स्विचिंग डायनेमिक्स और QC पैरामीटर को प्रभावित करती है।

3.4 Maximum Ip – TC Characteristics

यह डीरेटिंग वक्र दर्शाता है कि केस तापमान (TC) बढ़ने के साथ अधिकतम अनुमत निरंतर फॉरवर्ड करंट (IF) कैसे घटता है। यह थर्मल सीमाओं का प्रत्यक्ष अनुप्रयोग है: जंक्शन को 175°C से नीचे रखने के लिए, केस के गर्म होने पर कम करंट प्रवाहित किया जा सकता है। यह हीटसिंक चयन के लिए प्राथमिक मार्गदर्शक है।

3.5 Transient Thermal Impedance

यह ग्राफ पल्स चौड़ाई के विरुद्ध क्षणिक थर्मल प्रतिरोध (ZθJC) को आलेखित करता है। यह छोटी करंट पल्स या दोहराए जाने वाले स्विचिंग घटनाओं के दौरान तापमान वृद्धि का मूल्यांकन करने के लिए महत्वपूर्ण है। पैकेज की थर्मल मास के कारण बहुत छोटी पल्स के लिए प्रभावी प्रतिरोध स्थिर-अवस्था RθJC से कम होता है।

4. Mechanical and Package Information

4.1 Package Outline and Dimensions

The device uses the industry-standard TO-220-2L package. The detailed dimensional drawing provides minimum, typical, and maximum values for all critical features, including overall height (A: 4.5mm typ), lead length (L: 13.18mm typ), and mounting hole spacing (D1: 9.05mm typ). Adherence to these dimensions is necessary for proper PCB layout and mechanical mounting.

4.2 पिन कॉन्फ़िगरेशन और पोलैरिटी

TO-220-2L पैकेज में दो लीड होते हैं:
1. पिन 1: कैथोड (K).
2. पिन 2: एनोड (A).
इसके अतिरिक्त, पैकेज की धातु टैब (केस) कैथोड से विद्युत रूप से जुड़ी होती है। यह एक महत्वपूर्ण सुरक्षा और डिज़ाइन विचार है। जब तक सर्किट कॉमन भी कैथोड पोटेंशियल न हो, तब तक टैब को अन्य सर्किटरी से अलग रखा जाना चाहिए (जैसे, एक इंसुलेटिंग वॉशर और स्लीव का उपयोग करके)।

4.3 अनुशंसित PCB पैड लेआउट

फॉर्म्ड लीड्स को सरफेस-माउंट करने के लिए एक सुझाया गया फुटप्रिंट प्रदान किया गया है। यह लेआउट वेव या रीफ्लो सोल्डरिंग प्रक्रियाओं के दौरान उचित सोल्डर जोड़ निर्माण, यांत्रिक शक्ति और थर्मल रिलीफ सुनिश्चित करता है।

5. माउंटिंग और हैंडलिंग दिशानिर्देश

5.1 माउंटिंग टॉर्क

हीटसिंक से पैकेज को जोड़ने के लिए प्रयुक्त स्क्रू के लिए निर्दिष्ट माउंटिंग टॉर्क M3 या 6-32 स्क्रू के लिए 8.8 N·m (या lbf-in में समतुल्य) है। सही टॉर्क लगाना आवश्यक है: अपर्याप्त टॉर्क उच्च थर्मल प्रतिरोध की ओर ले जाता है, जबकि अत्यधिक टॉर्क पैकेज या PCB को नुकसान पहुंचा सकता है।

5.2 Thermal Interface

डिवाइस केस और हीटसिंक के बीच थर्मल प्रतिरोध को कम करने के लिए, थर्मल इंटरफ़ेस सामग्री (TIM) की एक पतली परत, जैसे कि ग्रीस, गैप पैड, या फेज-चेंज मटेरियल, का उपयोग अवश्य किया जाना चाहिए। TIM सूक्ष्म वायु अंतराल को भर देती है, जिससे ऊष्मा अंतरण में काफी सुधार होता है।

5.3 भंडारण की स्थितियाँ

डिवाइस को एक शुष्क, गैर-संक्षारक वातावरण में निर्दिष्ट भंडारण तापमान सीमा -55°C से +175°C के भीतर संग्रहित किया जाना चाहिए। Moisture Sensitivity Level (MSL) जानकारी, यदि लीड्स के लिए लागू हो, तो सोल्डरिंग से पहले उचित हैंडलिंग के लिए निर्माता से परामर्श किया जाना चाहिए।

6. अनुप्रयोग डिजाइन विचार

6.1 स्नब्बर सर्किट

जबकि SiC Schottky डायोड में नगण्य रिवर्स रिकवरी होती है, उनकी जंक्शन कैपेसिटेंस अभी भी सर्किट पैरासिटिक्स (स्ट्रे इंडक्टेंस) के साथ अंतर्क्रिया करके स्विच-ऑफ के दौरान वोल्टेज ओवरशूट और रिंगिंग का कारण बन सकती है। इन दोलनों को कम करने और EMI को कम करने के लिए, विशेष रूप से उच्च-di/dt सर्किट्स में, डायोड के पार एक साधारण RC स्नब्बर नेटवर्क आवश्यक हो सकता है।

6.2 कंपेनियन स्विचेस के लिए गेट ड्राइव विचार

जब इस डायोड का उपयोग MOSFET या IGBT के साथ फ्रीव्हीलिंग या बूस्ट डायोड के रूप में किया जाता है, तो मुख्य स्विच के धीमे टर्न-ऑन द्वारा इसके तेज स्विचिंग पर समझौता किया जा सकता है। डायोड की गति का पूरा लाभ उठाने और MOSFET के बॉडी डायोड कंडक्शन को न्यूनतम करने के लिए एक कम-इंडक्टेंस लेआउट और एक्टिव स्विच के लिए एक शक्तिशाली, तेज गेट ड्राइवर सुनिश्चित करना आवश्यक है।

6.3 Parallel Operation

VF का सकारात्मक तापमान गुणांक समानांतर विन्यासों में धारा साझाकरण को सुगम बनाता है। हालांकि, इष्टतम गतिशील और स्थिर धारा संतुलन के लिए, सममित लेआउट अनिवार्य है। इसमें प्रत्येक डायोड के एनोड और कैथोड तक समान ट्रेस लंबाई और प्रतिबाधा, और तापमान को समान बनाने के लिए उन्हें एक सामान्य हीटसिंक पर लगाना शामिल है।

7. Technical Comparison and Advantages

मानक सिलिकॉन फास्ट रिकवरी डायोड (FRDs) या यहाँ तक कि सिलिकॉन कार्बाइड MOSFET बॉडी डायोड्स की तुलना में, यह SiC Schottky डायोड स्पष्ट लाभ प्रदान करता है:

• बनाम सिलिकॉन FRDs: सबसे महत्वपूर्ण अंतर रिवर्स रिकवरी चार्ज (Qrr) की अनुपस्थिति है। एक सिलिकॉन FRD में पर्याप्त Qrr होता है, जो कम्यूटेशन के दौरान बड़े करंट स्पाइक्स का कारण बनता है, जिससे उच्च स्विचिंग लॉस, मुख्य स्विच पर बढ़ा हुआ तनाव और अधिक EMI होती है। SiC शॉटकी इसे समाप्त कर देता है, जिससे उच्च दक्षता और आवृत्ति संभव होती है।
• बनाम सिलिकॉन PN डायोड: रिकवरी के अलावा, SiC डिवाइस में आमतौर पर उच्च तापमान पर कम फॉरवर्ड वोल्टेज और बहुत अधिक अधिकतम जंक्शन तापमान (कई सिलिकॉन पार्ट्स के लिए 175°C बनाम 150°C) होता है, जो अधिक कॉम्पैक्ट थर्मल डिज़ाइन की अनुमति देता है।
• बनाम लो वोल्टेज सिलिकॉन शॉटकी डायोड: उच्च रिसाव धारा के कारण, पारंपरिक सिलिकॉन शॉट्की डायोड लगभग 200V से नीचे के अवरोधक वोल्टेज तक ही सीमित हैं। SiC सामग्री गुण शॉट्की अवरोध डिज़ाइन को 650V और उससे आगे तक विस्तारित करने की अनुमति देते हैं, जबकि उत्कृष्ट स्विचिंग और चालन प्रदर्शन बनाए रखते हैं।

8. Frequently Asked Questions (FAQs)

8.1 Does this diode require a reverse recovery snubber?

नहीं, रिवर्स रिकवरी हानियों को प्रबंधित करने के लिए इसे स्नबर की आवश्यकता नहीं है, क्योंकि इसमें मूलतः कोई Qrr नहीं है। हालांकि, इसकी जंक्शन कैपेसिटेंस और सर्किट की परजीवी इंडक्टेंस की परस्पर क्रिया से उत्पन्न वोल्टेज रिंगिंग को दबाने के लिए एक RC स्नबर अभी भी लाभकारी हो सकता है।

8.2 मैं पावर डिसिपेशन की गणना कैसे करूं?

शक्ति अपव्यय के दो मुख्य घटक होते हैं: चालन हानि और धारितीय स्विचिंग हानि।
चालन हानि: P_cond = VF * IF * Duty_Cycle (जहाँ VF संचालन धारा और जंक्शन तापमान पर लिया गया है)।
धारितीय स्विचिंग हानि: P_sw_cap = 0.5 * C * V^2 * f_sw (या प्रदान किया गया EC मान उपयोग करें)। चूँकि Qrr हानि शून्य है, इसे शामिल नहीं किया गया है। कुल PD इनका योग है, जिसका उपयोग जंक्शन तापमान वृद्धि की गणना के लिए तापीय प्रतिरोध के साथ किया जाता है।

8.3 क्या मैं इसे 400V DC बस अनुप्रयोग में उपयोग कर सकता हूँ?

हाँ, 400V DC बस के लिए 650V VRRM डायोड उचित रेटिंग वाला है। सामान्य डिज़ाइन प्रथा 20-30% डीरेटिंग की होती है, अर्थात अधिकतम आवर्ती रिवर्स वोल्टेज अधिकतम सिस्टम वोल्टेज का 1.2-1.3 गुना होना चाहिए। 650V / 1.3 = 500V, जो ट्रांजिएंट और स्पाइक्स को ध्यान में रखते हुए 400V बस के लिए एक अच्छा सुरक्षा मार्जिन प्रदान करता है।

8.4 क्या धातु टैब लाइव है?

हाँ। डेटाशीट स्पष्ट रूप से बताती है "CASE: Cathode." धातु टैब विद्युत रूप से कैथोड पिन से जुड़ा होता है। इसे हीटसिंक (जो अक्सर अर्थ या चेसिस ग्राउंड से जुड़ा होता है) से इंसुलेट किया जाना चाहिए, जब तक कि कैथोड समान विभव पर न हो।

9. व्यावहारिक डिज़ाइन उदाहरण

परिदृश्य: 85-265VAC के सार्वभौमिक AC इनपुट से 400V DC आउटपुट वाला 1.5kW बूस्ट पावर फैक्टर करेक्शन (PFC) स्टेज डिजाइन करना। चुंबकीय घटकों के आकार को कम करने के लिए स्विचिंग आवृत्ति 100 kHz पर निर्धारित की गई है।

डायोड चयन का तर्क: बूस्ट डायोड को आउटपुट वोल्टेज (400V प्लस रिपल) को अवरुद्ध करना चाहिए। वोल्टेज स्पाइक्स की अपेक्षा है। 650V रेटिंग पर्याप्त मार्जिन प्रदान करती है। 100 kHz पर, स्विचिंग लॉस प्रमुख होते हैं। इस आवृत्ति पर एक मानक सिलिकॉन FRD में Qrr लॉस अत्यधिक उच्च होंगे। इस SiC शॉटकी डायोड में, लगभग शून्य Qrr और कम QC के साथ, स्विचिंग लॉस न्यूनतम होते हैं, जिससे उच्च-आवृत्ति संचालन संभव और कुशल बनता है। डायोड में अनुमानित औसत धारा की गणना आउटपुट पावर और वोल्टेज से की जाती है। उचित हीटसिंकिंग के साथ, 6A की निरंतर रेटिंग इस पावर स्तर के लिए उपयुक्त है। कम VF भी चालन हानियों को नियंत्रणीय रखता है।

थर्मल डिजाइन: अनुमानित कुल शक्ति क्षय (P_cond + P_sw_cap), RθJC, और लक्ष्य अधिकतम जंक्शन तापमान (जैसे, विश्वसनीयता मार्जिन के लिए 125°C) का उपयोग करके, यह सुनिश्चित करने के लिए कि डिवाइस सुरक्षित सीमा के भीतर कार्य करे, आवश्यक हीटसिंक थर्मल प्रतिरोध (RθSA) की गणना की जा सकती है।

10. Technology Background and Trends

10.1 Silicon Carbide (SiC) Material Advantages

सिलिकॉन कार्बाइड एक विस्तृत बैंडगैप अर्धचालक सामग्री है। इसके प्रमुख गुणों में उच्च क्रांतिक विद्युत क्षेत्र (पतली, उच्च-वोल्टेज ड्रिफ्ट परतों की अनुमति), उच्च तापीय चालकता (बेहतर ऊष्मा अपव्यय), और सिलिकॉन की तुलना में कहीं अधिक उच्च तापमान पर कार्य करने की क्षमता शामिल है। ये आंतरिक गुण ही SiC शॉटकी डायोड और अन्य SiC पावर उपकरणों के उच्च-वोल्टेज, उच्च-तापमान और उच्च-आवृत्ति प्रदर्शन को सक्षम बनाते हैं।

10.2 बाजार और प्रौद्योगिकी रुझान

SiC पावर डिवाइसों का अपनाना तेजी से बढ़ रहा है, जो उच्च ऊर्जा दक्षता, पावर घनत्व और परिवहन तथा उद्योग के विद्युतीकरण की वैश्विक मांगों से प्रेरित है। SiC डायोड और MOSFET उच्च-प्रदर्शन सौर इन्वर्टर, इलेक्ट्रिक वाहन ऑनबोर्ड चार्जर और ट्रैक्शन ड्राइव, तथा उन्नत सर्वर पावर सप्लाई में मानक बनते जा रहे हैं। रुझान औद्योगिक और ऑटोमोटिव अनुप्रयोगों के लिए उच्च वोल्टेज रेटिंग्स (जैसे, 1200V, 1700V), MOSFETs के लिए कम विशिष्ट ऑन-प्रतिरोध, और SiC डिवाइसों को पावर मॉड्यूल में एकीकृत करने की ओर है। जैसे-जैसे निर्माण मात्रा बढ़ती है और लागत कम होती है, SiC प्रौद्योगिकी प्रीमियम अनुप्रयोगों से व्यापक मुख्यधारा बाजारों की ओर बढ़ रही है।