গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) এবং সিলিকন কার্বাইড (SiC)-এর মতো তৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টরগুলো তাদের চমৎকার বৈশিষ্ট্যের কারণে দ্রুত বিকশিত হয়েছে। তবে, এই ডিভাইসগুলোর সম্ভাবনাকে কাজে লাগাতে এবং এদের কার্যকারিতা ও নির্ভরযোগ্যতাকে সর্বোত্তম পর্যায়ে নিয়ে যেতে এদের প্যারামিটার ও বৈশিষ্ট্যগুলো নির্ভুলভাবে পরিমাপ করার জন্য উচ্চ-নির্ভুল পরিমাপক সরঞ্জাম এবং পেশাদার পদ্ধতির প্রয়োজন।
সিলিকন কার্বাইড (SiC) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN)-এর মতো নতুন প্রজন্মের ওয়াইড ব্যান্ড গ্যাপ (WBG) পদার্থগুলোর ব্যবহার ক্রমশ ব্যাপক হচ্ছে। বৈদ্যুতিকভাবে, এই পদার্থগুলো সিলিকন এবং অন্যান্য সাধারণ সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের তুলনায় অন্তরকের বেশি কাছাকাছি। এই পদার্থগুলো সিলিকনের সীমাবদ্ধতাগুলো কাটিয়ে ওঠার জন্য তৈরি করা হয়েছে, কারণ এটি একটি ন্যারো ব্যান্ড-গ্যাপ পদার্থ এবং এর ফলে বৈদ্যুতিক পরিবাহিতার লিকেজ ঘটে, যা তাপমাত্রা, ভোল্টেজ বা ফ্রিকোয়েন্সি বাড়ার সাথে সাথে আরও প্রকট হয়ে ওঠে। এই লিকেজের যৌক্তিক সীমা হলো অনিয়ন্ত্রিত পরিবাহিতা, যা একটি সেমিকন্ডাক্টরের কার্যকারিতা ব্যর্থতার সমতুল্য।
এই দুটি প্রশস্ত ব্যান্ড গ্যাপ উপাদানের মধ্যে, GaN প্রধানত কম এবং মাঝারি শক্তির বাস্তবায়ন প্রকল্পের জন্য উপযুক্ত, যা প্রায় ১ kV এবং ১০০ A-এর নিচে হয়ে থাকে। GaN-এর একটি উল্লেখযোগ্য বিকাশের ক্ষেত্র হলো LED আলোতে এর ব্যবহার, তবে স্বয়ংচালিত যান এবং RF যোগাযোগের মতো অন্যান্য কম-শক্তির ব্যবহারেও এর প্রসার ঘটছে। এর বিপরীতে, SiC-কে ঘিরে থাকা প্রযুক্তিগুলো GaN-এর চেয়ে উন্নত এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির ট্র্যাকশন ইনভার্টার, বিদ্যুৎ সঞ্চালন, বড় HVAC সরঞ্জাম এবং শিল্প ব্যবস্থার মতো উচ্চ-শক্তির প্রয়োগের জন্য বেশি উপযুক্ত।
SiC ডিভাইসগুলো Si MOSFET-এর তুলনায় উচ্চতর ভোল্টেজ, উচ্চতর সুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চতর তাপমাত্রায় কাজ করতে সক্ষম। এই পরিস্থিতিতে, SiC-এর পারফরম্যান্স, দক্ষতা, পাওয়ার ডেনসিটি এবং নির্ভরযোগ্যতা বেশি থাকে। এই সুবিধাগুলো ডিজাইনারদের পাওয়ার কনভার্টারের আকার, ওজন এবং খরচ কমাতে সাহায্য করছে, যা সেগুলোকে আরও প্রতিযোগিতামূলক করে তুলছে, বিশেষ করে বিমান চলাচল, সামরিক এবং বৈদ্যুতিক গাড়ির মতো লাভজনক বাজার বিভাগগুলোতে।
ক্ষুদ্রতর উপাদান-ভিত্তিক নকশায় অধিক শক্তি দক্ষতা অর্জনের ক্ষমতার কারণে, পরবর্তী প্রজন্মের শক্তি রূপান্তরকারী ডিভাইসগুলির উন্নয়নে SiC MOSFET-গুলি একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। এই পরিবর্তনের ফলে প্রকৌশলীদের পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স তৈরিতে ঐতিহ্যগতভাবে ব্যবহৃত কিছু নকশা এবং পরীক্ষণ কৌশলও পুনর্বিবেচনা করতে হচ্ছে।
কঠোর পরীক্ষার চাহিদা বাড়ছে
SiC এবং GaN ডিভাইসগুলোর পূর্ণ সম্ভাবনাকে কাজে লাগানোর জন্য, কার্যকারিতা ও নির্ভরযোগ্যতা সর্বোত্তম করতে সুইচিং অপারেশনের সময় নির্ভুল পরিমাপ প্রয়োজন। SiC এবং GaN সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলোর পরীক্ষার পদ্ধতিতে অবশ্যই এই ডিভাইসগুলোর উচ্চতর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি এবং ভোল্টেজ বিবেচনায় রাখতে হবে।
আর্বিট্রারি ফাংশন জেনারেটর (AFG), অসিলেস্কোপ, সোর্স মেজারমেন্ট ইউনিট (SMU) যন্ত্র এবং প্যারামিটার অ্যানালাইজারের মতো পরীক্ষা ও পরিমাপের সরঞ্জামগুলির উন্নয়ন পাওয়ার ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের আরও দ্রুত আরও শক্তিশালী ফলাফল অর্জনে সহায়তা করছে। সরঞ্জামের এই আধুনিকীকরণ তাদের দৈনন্দিন চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা করতে সাহায্য করছে। টেক/গিশিলির পাওয়ার সাপ্লাই মার্কেটিং-এর প্রধান জোনাথন টাকার বলেন, “সুইচিং লস কমানো পাওয়ার ইকুইপমেন্ট ইঞ্জিনিয়ারদের জন্য একটি বড় চ্যালেঞ্জ হিসেবে রয়ে গেছে।” সামঞ্জস্যতা নিশ্চিত করার জন্য এই ডিজাইনগুলি অবশ্যই কঠোরভাবে পরিমাপ করতে হবে। অন্যতম প্রধান পরিমাপ কৌশল হলো ডাবল পালস টেস্ট (DPT), যা MOSFET বা IGBT পাওয়ার ডিভাইসের সুইচিং প্যারামিটার পরিমাপের একটি আদর্শ পদ্ধতি।
SiC সেমিকন্ডাক্টর ডাবল পালস টেস্ট করার জন্য প্রয়োজনীয় সরঞ্জামগুলোর মধ্যে রয়েছে: MOSFET গ্রিড চালনার জন্য ফাংশন জেনারেটর; এবং VDS ও ID পরিমাপের জন্য অসিলেস্কোপ ও বিশ্লেষণ সফটওয়্যার। ডাবল-পালস টেস্টিং ছাড়াও, অর্থাৎ সার্কিট লেভেল টেস্টিং ছাড়াও, মেটেরিয়াল লেভেল টেস্টিং, কম্পোনেন্ট লেভেল টেস্টিং এবং সিস্টেম লেভেল টেস্টিং রয়েছে। টেস্ট টুলের উদ্ভাবন লাইফসাইকেলের সকল পর্যায়ে ডিজাইন ইঞ্জিনিয়ারদের এমন পাওয়ার কনভার্সন ডিভাইস তৈরির দিকে কাজ করতে সক্ষম করেছে, যা সাশ্রয়ীভাবে কঠোর ডিজাইনের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।
বিদ্যুৎ উৎপাদন থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক যানবাহন পর্যন্ত, নিয়ন্ত্রক পরিবর্তন এবং শেষ-ব্যবহারকারীর সরঞ্জামের নতুন প্রযুক্তিগত চাহিদার পরিপ্রেক্ষিতে সরঞ্জাম প্রত্যয়ন করার জন্য প্রস্তুত থাকা, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স নিয়ে কাজ করা কোম্পানিগুলোকে মূল্য সংযোজিত উদ্ভাবনের উপর মনোযোগ দিতে এবং ভবিষ্যৎ বৃদ্ধির ভিত্তি স্থাপন করতে সাহায্য করে।
পোস্ট করার সময়: ২৭ মার্চ, ২০২৩