উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সিলিকন কার্বাইড ডায়োডের প্রভাবপিন ফটোডিটেক্টর
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সিলিকন কার্বাইড পিন ডায়োড পাওয়ার ডিভাইস গবেষণার ক্ষেত্রে বরাবরই একটি অন্যতম আলোচিত বিষয়। পিন ডায়োড হলো একটি ক্রিস্টাল ডায়োড যা পি+ অঞ্চল এবং এন+ অঞ্চলের মধ্যে একটি ইন্ট্রিনসিক সেমিকন্ডাক্টরের (বা কম ঘনত্বের অপদ্রব্যযুক্ত সেমিকন্ডাক্টর) স্তর স্যান্ডউইচ করে তৈরি করা হয়। পিন (PIN)-এর 'i' হলো "ইন্ট্রিনসিক" (intrinsic) শব্দের একটি ইংরেজি সংক্ষিপ্ত রূপ, কারণ অপদ্রব্য ছাড়া বিশুদ্ধ সেমিকন্ডাক্টরের অস্তিত্ব থাকা অসম্ভব। তাই, প্রয়োগক্ষেত্রে ব্যবহৃত পিন ডায়োডের 'i' স্তরে কমবেশি অল্প পরিমাণে পি-টাইপ বা এন-টাইপ অপদ্রব্য মিশ্রিত থাকে। বর্তমানে, সিলিকন কার্বাইড পিন ডায়োড প্রধানত মেসা কাঠামো এবং সমতল কাঠামো ব্যবহার করে।
যখন পিন ডায়োডের অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি ১০০ মেগাহার্টজ অতিক্রম করে, তখন লেয়ার I-তে কয়েকটি ক্যারিয়ারের সঞ্চয় প্রভাব এবং ট্রানজিট টাইম প্রভাবের কারণে ডায়োডটি তার রেকটিফিকেশন ক্ষমতা হারিয়ে ফেলে এবং একটি ইম্পিড্যান্স উপাদানে পরিণত হয়, এবং এর ইম্পিড্যান্স মান বায়াস ভোল্টেজের সাথে পরিবর্তিত হয়। জিরো বায়াস বা ডিসি রিভার্স বায়াসে, I অঞ্চলে ইম্পিড্যান্স খুব বেশি থাকে। ডিসি ফরোয়ার্ড বায়াসে, ক্যারিয়ার ইনজেকশনের কারণে I অঞ্চলটি একটি নিম্ন ইম্পিড্যান্স অবস্থা প্রদর্শন করে। তাই, পিন ডায়োডকে একটি পরিবর্তনশীল ইম্পিড্যান্স উপাদান হিসেবে ব্যবহার করা যেতে পারে। মাইক্রোওয়েভ এবং আরএফ নিয়ন্ত্রণের ক্ষেত্রে, সিগন্যাল সুইচিং অর্জনের জন্য প্রায়শই সুইচিং ডিভাইস ব্যবহার করার প্রয়োজন হয়, বিশেষ করে কিছু উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সিগন্যাল নিয়ন্ত্রণ কেন্দ্রে। পিন ডায়োডের উন্নত আরএফ সিগন্যাল নিয়ন্ত্রণ ক্ষমতা রয়েছে এবং এটি ফেজ শিফট, মডুলেশন, লিমিটিং এবং অন্যান্য সার্কিটেও ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।
উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সিলিকন কার্বাইড ডায়োড তার উন্নত ভোল্টেজ প্রতিরোধ ক্ষমতার কারণে বিদ্যুৎ ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় এবং এটি প্রধানত উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন রেকটিফায়ার টিউব হিসেবে ব্যবহৃত হয়ে থাকে।পিন ডায়োডএর একটি উচ্চ রিভার্স ক্রিটিক্যাল ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (VB) থাকে, কারণ মাঝখানে থাকা কম ডোপিং i স্তরটি প্রধান ভোল্টেজ ড্রপ বহন করে। জোন I-এর পুরুত্ব বাড়িয়ে এবং জোন I-এর ডোপিং ঘনত্ব কমিয়ে PIN ডায়োডের রিভার্স ব্রেকডাউন ভোল্টেজ কার্যকরভাবে উন্নত করা যায়, কিন্তু জোন I-এর উপস্থিতি পুরো ডিভাইসের ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ (VF) এবং ডিভাইসের সুইচিং সময়কে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণে বাড়িয়ে দেয়, এবং সিলিকন কার্বাইড উপাদান দিয়ে তৈরি ডায়োড এই ঘাটতিগুলো পূরণ করতে পারে। সিলিকন কার্বাইডের ক্রিটিক্যাল ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র সিলিকনের চেয়ে ১০ গুণ বেশি, ফলে সিলিকন কার্বাইড ডায়োডের I জোনের পুরুত্ব সিলিকন টিউবের দশ ভাগের এক ভাগে কমিয়ে আনা যায়, এবং একই সাথে উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ বজায় রাখা যায়। এর সাথে সিলিকন কার্বাইড উপাদানের ভালো তাপ পরিবাহিতা যুক্ত হওয়ায়, তাপ অপচয়ের কোনো সুস্পষ্ট সমস্যা হয় না, তাই উচ্চ-ক্ষমতার সিলিকন কার্বাইড ডায়োড আধুনিক পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ রেকটিফায়ার ডিভাইসে পরিণত হয়েছে।
এর অত্যন্ত কম বিপরীত লিকেজ কারেন্ট এবং উচ্চ ক্যারিয়ার গতিশীলতার কারণে, আলোক-বৈদ্যুতিক সনাক্তকরণের ক্ষেত্রে সিলিকন কার্বাইড ডায়োডগুলির ব্যাপক আকর্ষণ রয়েছে। কম লিকেজ কারেন্ট ডিটেক্টরের ডার্ক কারেন্ট এবং নয়েজ কমাতে পারে; উচ্চ ক্যারিয়ার গতিশীলতা কার্যকরভাবে সিলিকন কার্বাইডের সংবেদনশীলতা উন্নত করতে পারে।পিন ডিটেক্টর(পিআইএন ফটোডিটেক্টর)। সিলিকন কার্বাইড ডায়োডের উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন বৈশিষ্ট্য পিআইএন ডিটেক্টরকে আরও শক্তিশালী আলোর উৎস শনাক্ত করতে সক্ষম করে এবং এটি মহাকাশ ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। উচ্চ-ক্ষমতাসম্পন্ন সিলিকন কার্বাইড ডায়োড তার চমৎকার বৈশিষ্ট্যের কারণে মনোযোগ আকর্ষণ করেছে এবং এর গবেষণাও ব্যাপকভাবে বিকশিত হয়েছে।
পোস্ট করার সময়: ১৩ অক্টোবর, ২০২৩