আইসোলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (আইজিবিটি) আধুনিক পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস।একটি বাইপোলার ট্রানজিস্টরের নিম্ন পরিবাহী ক্ষতির সাথে একটি MOSFET এর উচ্চ-ইনপুট প্রতিবন্ধকতা এবং দ্রুত স্যুইচিং একত্রিত করা, উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-বর্তমান সুইচিংয়ের প্রয়োজনীয় অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আইজিবিটিগুলি একটি পছন্দ হয়ে উঠেছে।

মৌলিক কাঠামো এবং কাজের নীতি

একটি আইজিবিটি তিনটি প্রধান অঞ্চল একত্রিত করেঃ

1. গেট (জি):এটি MOSFET এর মত চ্যানেল গঠন নিয়ন্ত্রণ করে।

2. সংগ্রাহক (সি) এবং প্রেরক (ই):হাই-পাওয়ার স্ট্রিম বহন করুন বাইপোলার ট্রানজিস্টরের মত।

যখন গেটটিতে একটি ইতিবাচক ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন গেট অক্সাইডের নিচে ইলেকট্রনগুলি জমা হয়ে একটি পরিবাহী চ্যানেল তৈরি করে। এই চ্যানেলটি ইলেকট্রনগুলিকে ইমিটার থেকে সংগ্রাহক পর্যন্ত প্রবাহিত করতে দেয়,যা তারপর পি-টাইপ সংগ্রাহক অঞ্চল থেকে গর্ত ইনজেক্ট করে যা একটি নিম্ন প্রতিরোধের বর্তমান পথের ফলস্বরূপগেট ভোল্টেজ অপসারণ করে চ্যানেলটি বন্ধ হয়ে যায়, যা বর্তমান প্রবাহকে বাধা দেয়।

মূল বৈশিষ্ট্য এবং সুবিধা

• উচ্চ ভোল্টেজ ক্ষমতাঃআইজিবিটিগুলি কয়েকশো ভোল্ট থেকে কয়েক কিলোভোল্ট পর্যন্ত ভোল্টেজ সহজে পরিচালনা করে, যা তাদের শিল্প ড্রাইভ এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি রূপান্তরকারীগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

• নিম্ন পরিবাহী ক্ষতিঃএকবার চালু হলে, ডিভাইসটি খুব কম ভোল্টেজ ড্রপ প্রদর্শন করে, যা ভারী লোডের ক্ষেত্রে উচ্চ দক্ষতার অনুবাদ করে।

• দ্রুত স্যুইচিংঃযদিও কম ভোল্টেজে খাঁটি এমওএসএফইটিগুলির মতো দ্রুত নয়, আধুনিক আইজিবিটিগুলি অনেক পিডব্লিউএম (পলস-প্রস্থ মডুলেশন) অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য যথেষ্ট দ্রুত (দশ থেকে শত শত ন্যানোসেকেন্ড) স্যুইচ করে।

• দৃঢ়তা:তাদের বাইপোলার প্রকৃতি এবং স্বল্প সময়ের জন্য উচ্চ বর্তমানের উত্তাপ সহ্য করার ক্ষমতা কারণে ওভার-ভোল্টেজ এবং শর্ট সার্কিট ইভেন্টগুলির বিরুদ্ধে শক্তিশালী।

সীমাবদ্ধতা

• লেজ স্ট্রিমঃবন্ধ করার সময়, চার্জ ক্যারিয়ারের একটি লেজ বর্তমান ক্ষয়কে ধীর করে দেয়, কমপক্ষে সুইচিং ক্ষতি বৃদ্ধি করে এবং সর্বাধিক সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি সীমাবদ্ধ করে (প্রায়শই উচ্চ-ক্ষমতা মডিউলগুলির জন্য <50 কিলোহার্টজ) ।

• তাপীয় ব্যবস্থাপনাঃউচ্চ ক্ষমতা ঘনত্বের জন্য নিরাপদ সীমা (সাধারণত <১৫০ ডিগ্রি সেলসিয়াস) এর নীচে সংযোগ তাপমাত্রা বজায় রাখার জন্য কার্যকর তাপ নিমজ্জন এবং সাবধানে প্যাকেজিং প্রয়োজন।

• গেট ড্রাইভের প্রয়োজনীয়তাঃআইজিবিটিগুলির সঠিক গেট-ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন (সম্পূর্ণ চালু করার জন্য প্রায় +15 ভি এবং বন্ধ করার জন্য 5 ভি থেকে 15 ভি) এবং ড্রাইভার সার্কিটগুলিকে উচ্চ ভোল্টেজে স্তর স্থানান্তর পরিচালনা করতে হবে।

প্যাকেজিং এবং রেটিং

আইজিবিটিগুলি পৃথক প্যাকেজগুলিতে (টিও -২৪7, টিও -২৬৪ ইত্যাদি) এবং উচ্চতর শক্তি স্তরের জন্য মাল্টি-চিপ মডিউলগুলিতে (আইজিবিটি মডিউল) আসে। মূল ডেটাশিটের পরামিতিগুলির মধ্যে রয়েছেঃ

• ব্লকিং ভোল্টেজ (V)_{সিইএস}):ডিভাইসটি বন্ধ হলে সর্বোচ্চ ভোল্টেজ ব্লক করতে পারে।

• সংগ্রাহক বর্তমান (I)_সি):সর্বাধিক ধ্রুবক বর্তমান রেটিং।

• স্যুইচিং টাইমস (t)_উপর, t_বন্ধ):চালু/বন্ধ করতে বিলম্ব।

• মোট শক্তি হ্রাস (পি)_{ক্ষতি}):তাপীয় নকশার জন্য গুরুত্বপূর্ণ, পরিবাহিতা এবং স্যুইচিং ক্ষতির যোগফল।

সঠিক আইজিবিটি নির্বাচন করা

একটি আইজিবিটি নির্বাচন করার সময়, বিবেচনা করুনঃ

• ভোল্টেজ ক্লাসঃম্যাচ ভি_{সিইএস}আপনার সর্বাধিক ডিসি বাস প্লাস মার্জিন (উদাহরণস্বরূপ, 1200 ভোল্ট ডিভাইস 700 ভোল্ট বাস জন্য) ।

• বর্তমান রেটিংঃএমন একটি ডিভাইস বেছে নিন যার ধ্রুবক এবং শীর্ষ বর্তমানের রেটিং আপনার লোড প্রয়োজনীয়তা অতিক্রম করে, তাপমাত্রা হ্রাস বিবেচনা করে।

• স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিঃনিম্ন ফ্রিকোয়েন্সি (<10 kHz) বৃহত্তর, কম ক্ষতির আইজিবিটি পছন্দ করে। উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য, দ্রুত ¢ ট্রেঞ্চ ¢ বা ¢ ফিল্ড-স্টপ ¢ ডিজাইন বিবেচনা করুন।

• তাপীয় প্রতিরোধ ক্ষমতাঃমডিউল স্তর R_th(জংশন-টু-কেস) এবং প্যাকেজিং ডিজাইন তাপ নিমজ্জন প্রয়োজনীয়তা প্রভাবিত করে।

• গেট চার্জঃনিম্ন গেট-চার্জ আইজিবিটিগুলি কম ড্রাইভ বর্তমানের প্রয়োজন, ড্রাইভারের নকশা সরলীকরণ করে।

তাপীয় এবং সুরক্ষা বিবেচনা

• তাপ নিমজ্জনঃসঠিক তাপীয় ইন্টারফেস উপকরণ এবং হিটসিঙ্কগুলি ব্যবহার করুন যাতে জংশন তাপমাত্রা নিরাপদ সীমার মধ্যে থাকে।

• স্ন্যাবার সার্কিট:আরসি বা আরসিডি স্ন্যাবারগুলি বন্ধ করার সময় ভোল্টেজ স্পাইকগুলি সীমাবদ্ধ করে এবং ডিভাইসের অখণ্ডতা রক্ষা করে।

• ওভার-কন্ট্রাক্ট সুরক্ষাঃদ্রুত গেট-ড্রাইভ বন্ধ বা বাহ্যিক ফিউজ শর্ট সার্কিটের বিরুদ্ধে রক্ষা করে।

• সফট-শটডাউনঃধীরে ধীরে বর্তমান হ্রাস করার কৌশলগুলি অতিরিক্ত লোডের পরিস্থিতিতে তাপীয় চাপ প্রতিরোধ করতে পারে।

ভবিষ্যতের প্রবণতা

যদিও সিলিকন আইজিবিটিগুলি আধিপত্য বজায় রেখেছে, সিলিকন কার্বাইড (সিআইসি) এমওএসএফইটি এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (জিএএন) ট্রানজিস্টরগুলির মতো বিস্তৃত-ব্যান্ডগ্যাপ উপকরণগুলি আবির্ভূত হচ্ছে। তারা আরও দ্রুত সুইচিং, কম ক্ষতি,এবং উচ্চ তাপমাত্রা অপারেশনযাইহোক, উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ বর্তমানের দৃশ্যের জন্য, অপ্টিমাইজড আইজিবিটি মডিউলগুলি ভবিষ্যতে ব্যয়বহুল হতে থাকবে।

IGBTs শক্তি রূপান্তর সিস্টেমে একটি কেন্দ্রীয় ভূমিকা পালন করে, উচ্চ ভোল্টেজ স্থিতিস্থাপকতা এবং দক্ষ উচ্চ বর্তমান সুইচিং মধ্যে একটি ভারসাম্য খুঁজে।এবং আবেদন প্রয়োজনীয়তা, প্রকৌশলীরা আইজিবিটি সমাধানগুলি নির্বাচন এবং বাস্তবায়ন করতে পারে যা সিস্টেমের কর্মক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং খরচ-কার্যকারিতা সর্বাধিক করে।