পাওয়ার ডাযোড কি?

পাওয়ার ডায়োড কি?

পাওয়ার ডায়োড

পাওয়ার ডায়োড হল পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স সার্কিটে ব্যবহৃত এমন একটি ডায়োড যা সাধারণ ডায়োডের তুলনায় বেশি বিদ্যুৎ প্রবাহ হ্যান্ডেল করতে পারে। এটি দুটি টার্মিনাল দিয়ে গঠিত এবং একটি দিকে বিদ্যুৎ প্রবাহ চালাতে পারে, উচ্চ শক্তির অ্যাপ্লিকেশনের জন্য এর নির্মাণ করা হয়।

পাওয়ার ডায়োড ভালভাবে বুঝতে, আসুন একটি স্ট্যান্ডার্ড ডায়োড কিভাবে কাজ করে তা পুনরায় দেখা যাক। ডায়োড হল সবচেয়ে সহজ অর্ধপরিবাহী ডিভাইস, যা দুটি লেয়ার, দুটি টার্মিনাল এবং একটি জাংশন দিয়ে গঠিত।

সাধারণ সিগনাল ডায়োডে একটি p-ধরনের অর্ধপরিবাহী এবং n-ধরনের অর্ধপরিবাহী দ্বারা গঠিত একটি জাংশন থাকে। p-ধরনের লেয়ারের সাথে যুক্ত লিডকে অ্যানোড এবং n-ধরনের লেয়ারের সাথে যুক্ত লিডকে ক্যাথোড বলা হয়।

নিম্নের চিত্রটি একটি সাধারণ ডায়োডের স্ট্রাকচার এবং তার সিম্বল দেখায়।

পাওয়ার ডায়োডগুলোও সাধারণ ডায়োডের মতো, যদিও তাদের নির্মাণে কিছুটা পার্থক্য রয়েছে।

সাধারণ ডায়োড (যা "সিগনাল ডায়োড" হিসাবেও পরিচিত) এ, P এবং N দুই পাশের ডোপিং স্তর একই এবং এর ফলে আমরা একটি PN জাংশন পাই, কিন্তু পাওয়ার ডায়োডে, আমরা একটি ভারী ডোপিংযুক্ত P এবং একটি হালকা ডোপিংযুক্ত N+ এর মধ্যে একটি জাংশন পাই - যা একটি ভারী ডোপিংযুক্ত N লেয়ারের উপর এপিটাক্সিয়ালি গ্রোথ করা হয়। ফলে স্ট্রাকচারটি নিম্নের চিত্রের মতো দেখায়।

N– লেয়ারটি পাওয়ার ডায়োডের মূল বৈশিষ্ট্য, যা এটিকে উচ্চ শক্তির অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উপযুক্ত করে। এই লেয়ারটি খুব হালকা ডোপিংযুক্ত, প্রায় ইন্ট্রিনসিক এবং এর ফলে ডিভাইসটি একটি PIN ডায়োড হিসাবেও পরিচিত, যেখানে i হল ইন্ট্রিনসিক।

উপরের চিত্রে দেখা যায় যে স্পেস চার্জ অঞ্চলের নেট চার্জ নিউট্রালিটি সিগনাল ডায়োডের মতোই রক্ষিত থাকে, কিন্তু স্পেস চার্জ অঞ্চলের মোটামুটি বেশি বেধ এবং এটি N– অঞ্চলে গভীরভাবে প্রবেশ করে।

এটি তার হালকা ডোপিং ঘনত্বের কারণে, আমরা জানি যে স্পেস চার্জ অঞ্চলের বেধ ডোপিং ঘনত্ব হ্রাস পাওয়ার সাথে বৃদ্ধি পায়।

ডিপ্লিশন অঞ্চল বা স্পেস চার্জ অঞ্চলের এই বৃদ্ধিত বেধ ডায়োডকে বড় রিভার্স-বাইয়াসড ভোল্টেজ ব্লক করতে সাহায্য করে এবং ফলে এটি বড় ব্রেকডাউন ভোল্টেজ পায়।

তবে, এই N– লেয়ার যোগ করা ডায়োডের ওহমিক রেজিস্ট্যান্স বেশি করে, ফলে ফরওয়ার্ড প্রবাহের সময় বেশি তাপ উৎপন্ন হয়। ফলে পাওয়ার ডায়োডগুলো উপযুক্ত তাপ বিসর্জনের জন্য বিভিন্ন মাউন্টিং সঙ্গে আসে।

N- লেয়ারের গুরুত্ব

পাওয়ার ডায়োডের N- লেয়ারটি হালকা ডোপিংযুক্ত, যা স্পেস চার্জ অঞ্চলের বেধ বাড়ায় এবং উচ্চ রিভার্স-বাইয়াসড ভোল্টেজ সমর্থন করে।

V-I বৈশিষ্ট্য

নিম্নের চিত্রটি পাওয়ার ডায়োডের v-i বৈশিষ্ট্য দেখায়, যা প্রায় সিগনাল ডায়োডের মতোই।

সিগনাল ডায়োডের ক্ষেত্রে ফরওয়ার্ড বাইয়াসড অঞ্চলে বিদ্যুৎ প্রবাহ চূড়ান্তভাবে বাড়ে, কিন্তু পাওয়ার ডায়োডে উচ্চ ফরওয়ার্ড প্রবাহ উচ্চ ওহমিক ড্রপ উৎপন্ন করে, যা চূড়ান্ত বৃদ্ধিকে প্রভাবিত করে এবং বক্ররেখা প্রায় রৈখিকভাবে বাড়ে।

ডায়োড যে সর্বোচ্চ রিভার্স ভোল্টেজ সহ্য করতে পারে তা VRRM দ্বারা দেখানো হয়, অর্থাৎ পিক রিভার্স রিপিটিটিভ ভোল্টেজ।

এই ভোল্টেজের উপরে, রিভার্স প্রবাহ অকস্মাৎ খুব বেশি হয় এবং ডায়োড এত বেশি তাপ বিসর্জন করার জন্য ডিজাইন করা নয়, তাই এটি ধ্বংস হতে পারে। এই ভোল্টেজকে পিক ইনভার্স ভোল্টেজ (PIV) বলা যেতে পারে।

রিভার্স রিকভারি সময়

চিত্রটি পাওয়ার ডায়োডের রিভার্স রিকভারি বৈশিষ্ট্য দেখায়। যখন ডায়োড বন্ধ করা হয়, তখন প্রবাহ IF থেকে শূন্য পর্যন্ত হ্রাস পায় এবং স্পেস চার্জ অঞ্চল এবং অর্ধপরিবাহী অঞ্চলে সঞ্চিত চার্জের কারণে প্রবাহ রিভার্স দিকে চলতে থাকে।

এই রিভার্স প্রবাহ IRR পর্যন্ত পৌঁছায় এবং আবার শূন্য মানের দিকে প্রবাহ করতে থাকে এবং শেষ পর্যন্ত trr সময় পরে ডায়োড বন্ধ হয়।

এই সময়কে রিভার্স রিকভারি সময় বলা হয় এবং এটি ফরওয়ার্ড প্রবাহ শূন্য হওয়ার সময় থেকে রিভার্স প্রবাহ IRR এর 25% পর্যন্ত হ্রাস পাওয়ার সময় পর্যন্ত সংজ্ঞায়িত করা হয়। এই সময়ের পর ডায়োড তার রিভার্স ব্লকিং ক্ষমতা পায়।

সফটনেস ফ্যাক্টর

পাওয়ার ডায়োডের সফটনেস ফ্যাক্টর হল অর্ধপরিবাহী এবং ডিপ্লিশন অঞ্চল থেকে চার্জ অপসারণের সময়ের অনুপাত, যা অফ-অফ হওয়ার সময় ভোল্টেজ ট্রানজিয়েন্ট নির্দেশ করে।