পাওয়ার ডায়োড

ইলেক্ট্রন হোল যৌগ

বেশিরভাগ সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের পরিচালনার নীতিটি বিভিন্ন ধরণের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা - ইলেকট্রন (এন-টাইপ) এবং হোল (পি-টাইপ) সহ একটি অর্ধপরিবাহীর দুটি অঞ্চলের মধ্যে সীমানায় ঘটে এমন ঘটনা এবং প্রক্রিয়াগুলির উপর ভিত্তি করে। এন-টাইপ অঞ্চলে, ইলেকট্রন প্রাধান্য পায়, যা বৈদ্যুতিক চার্জের প্রধান বাহক, পি-অঞ্চলে, এগুলি হল ধনাত্মক চার্জ (গর্ত)। বিভিন্ন পরিবাহিতা প্রকারের দুটি অঞ্চলের মধ্যে সীমানাকে পিএন জংশন বলে।

কার্যকরীভাবে, ডায়োডকে (চিত্র 1) একতরফা পরিবাহী সহ একটি অনিয়ন্ত্রিত ইলেকট্রনিক সুইচ হিসাবে বিবেচনা করা যেতে পারে। একটি ডায়োড পরিবাহী অবস্থায় থাকে (বন্ধ সুইচ) যদি এটিতে একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়।

ভাত। 1. ডায়োডের প্রচলিত গ্রাফিক উপাধি

আইএফ ডায়োডের মাধ্যমে বর্তমান বাহ্যিক সার্কিটের পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয় এবং সেমিকন্ডাক্টর কাঠামোতে ভোল্টেজ ড্রপের গুরুত্ব কম। ডায়োডে একটি বিপরীত ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হলে, এটি একটি অ-পরিবাহী অবস্থায় থাকে (খোলা সুইচ) এবং এটির মধ্য দিয়ে একটি ছোট কারেন্ট প্রবাহিত হয়। এই ক্ষেত্রে ডায়োড জুড়ে ভোল্টেজ ড্রপ বাহ্যিক সার্কিটের পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

ডায়োডের সুরক্ষা

একটি ডায়োডের বৈদ্যুতিক ব্যর্থতার সবচেয়ে সাধারণ কারণগুলি হল ফরওয়ার্ড কারেন্ট ডিএফ/ডিটি যখন চালু থাকে, তখন ওভারভোল্টেজের উচ্চ হার, যখন অফ থাকে তখন ওভারভোল্টেজ, ফরোয়ার্ড কারেন্টের সর্বোচ্চ মান অতিক্রম করে এবং একটি অগ্রহণযোগ্য উচ্চ বিপরীত ভোল্টেজের সাথে কাঠামো ভেঙ্গে যায়।

ডিএফ/ডিটি-এর উচ্চ মানগুলিতে, ডায়োড কাঠামোতে চার্জ ক্যারিয়ারগুলির একটি অসম ঘনত্ব উপস্থিত হয় এবং ফলস্বরূপ, কাঠামোর পরবর্তী ক্ষতির সাথে স্থানীয় অতিরিক্ত গরম হয়। diF/dt-এর উচ্চ মানের প্রধান কারণ হল ছোট আবেশ একটি ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ উৎস এবং একটি অন ডায়োড ধারণকারী একটি সার্কিটে। diF/dt-এর মান কমাতে, ডায়োডের সাথে সিরিজে একটি ইন্ডাকট্যান্স সংযুক্ত করা হয়, যা কারেন্টের বৃদ্ধির হারকে সীমিত করে।

সার্কিট বন্ধ করার সময় ডায়োডে প্রয়োগ করা ভোল্টেজের প্রশস্ততার মান কমাতে, একটি সিরিজ-সংযুক্ত প্রতিরোধক R ব্যবহার করা হয় এবং ক্যাপাসিটর সি হল তথাকথিত RC সার্কিট যা ডায়োডের সাথে সমান্তরালভাবে সংযুক্ত।

জরুরি মোডে বর্তমান ওভারলোড থেকে ডায়োডগুলিকে রক্ষা করতে, উচ্চ-গতির বৈদ্যুতিক ফিউজগুলি ব্যবহার করা হয়।

পাওয়ার ডায়োডের প্রধান প্রকার

প্রধান পরামিতি এবং উদ্দেশ্য অনুসারে, ডায়োডগুলিকে সাধারণত তিনটি গ্রুপে ভাগ করা হয়: সাধারণ উদ্দেশ্য ডায়োড, দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড এবং স্কোটকি ডায়োড।

সাধারণ উদ্দেশ্য ডায়োড

ডায়োডের এই গ্রুপটিকে বিপরীত ভোল্টেজের উচ্চ মান (50 V থেকে 5 kV পর্যন্ত) এবং ফরোয়ার্ড কারেন্ট (10 A থেকে 5 kA পর্যন্ত) দ্বারা আলাদা করা হয়। ডায়োডের বিশাল অর্ধপরিবাহী কাঠামো তাদের কর্মক্ষমতা হ্রাস করে। অতএব, ডায়োডগুলির বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় সাধারণত 25-100 μs এর মধ্যে থাকে, যা 1 kHz এর উপরে ফ্রিকোয়েন্সি সহ সার্কিটে তাদের ব্যবহার সীমিত করে।একটি নিয়ম হিসাবে, তারা 50 (60) Hz এর ফ্রিকোয়েন্সি সহ শিল্প নেটওয়ার্কগুলিতে কাজ করে। এই গ্রুপের ডায়োড জুড়ে ক্রমাগত ভোল্টেজ ড্রপ হল 2.5-3 V।

পাওয়ার ডায়োড বিভিন্ন প্যাকেজে আসে। সবচেয়ে বিস্তৃত দুটি ধরনের মৃত্যুদন্ড: একটি পিন এবং একটি ট্যাবলেট (চিত্র 2 এ, বি)।

ভাত। 2. ডায়োড বডি নির্মাণ: a — পিন; b - ট্যাবলেট

দ্রুত পুনরুদ্ধার ডায়োড. এই গ্রুপের ডায়োডের উৎপাদনে, বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় কমাতে বিভিন্ন প্রযুক্তিগত পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। বিশেষ করে, সোনা বা প্ল্যাটিনামের ডিফিউশন পদ্ধতি ব্যবহার করে সিলিকন ডোপিং ব্যবহার করা হয়।এর ফলে পুনরুদ্ধারের সময় 3-5 μs কমানো সম্ভব হয়। যাইহোক, এটি ফরোয়ার্ড কারেন্ট এবং রিভার্স ভোল্টেজের অনুমোদিত মান হ্রাস করে। অনুমোদিত বর্তমান মানগুলি হল 10 A থেকে 1 kA, বিপরীত ভোল্টেজ — 50 V থেকে 3 kV পর্যন্ত। দ্রুততম ডায়োডগুলির একটি বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় 0.1-0.5 μs। এই জাতীয় ডায়োডগুলি 10 kHz এবং উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি সহ পালস এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সার্কিটে ব্যবহৃত হয়। এই গ্রুপের ডায়োডের ডিজাইন সাধারণ উদ্দেশ্যের ডায়োডের মতই।

ডায়োড স্কটকি

Schottky ডায়োডগুলির পরিচালনার নীতিটি ধাতু এবং অর্ধপরিবাহী উপাদানগুলির মধ্যে স্থানান্তর অঞ্চলের বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ভিত্তি করে। পাওয়ার ডায়োডের জন্য, অর্ধপরিবাহী হিসাবে এন-টাইপ অবক্ষয়িত সিলিকনের একটি স্তর ব্যবহার করা হয়। এই ক্ষেত্রে, ধাতব দিকের রূপান্তর অঞ্চলে একটি ঋণাত্মক চার্জ এবং অর্ধপরিবাহী দিকে একটি ধনাত্মক চার্জ রয়েছে।

Schottky ডায়োডের একটি বিশেষত্ব হল যে ফরওয়ার্ড কারেন্ট শুধুমাত্র প্রধান বাহক - ইলেকট্রনগুলির চলাচলের কারণে। সংখ্যালঘু বাহক সঞ্চয়ের অভাব উল্লেখযোগ্যভাবে Schottky ডায়োডের জড়তা হ্রাস করে।পুনরুদ্ধারের সময় সাধারণত 0.3 μs এর বেশি হয় না, ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ প্রায় 0.3 V। এই ডায়োডগুলির বিপরীত বর্তমান মানগুলি p-n-জাংশন ডায়োডগুলির তুলনায় 2-3 মাত্রার বেশি। সীমিত বিপরীত ভোল্টেজ সাধারণত 100 V এর বেশি হয় না। এগুলি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং কম-ভোল্টেজ পালস সার্কিটে ব্যবহৃত হয়।