আইজিবিটি প্রযুক্তির বিবর্তন: প্রথম প্রজন্ম থেকে আধুনিক উচ্চ-গতির মডিউলগুলিতে

পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে, অন্তরক গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর (আইজিবিটি) গত কয়েক দশকের অন্যতম প্রভাবশালী উপাদান হিসাবে দাঁড়িয়েছে। উচ্চ-ভোল্টেজ ক্ষমতা এবং সহজ গেট নিয়ন্ত্রণের মধ্যে ব্যবধানটি ব্রিজ করে, আইজিবিটিএস কীভাবে ইঞ্জিনিয়াররা শক্তি রূপান্তর এবং নিয়ন্ত্রণের জন্য সিস্টেমগুলি ডিজাইন করে এবং সিস্টেম তৈরি করে তা বিপ্লব ঘটিয়েছে। শিল্প ড্রাইভ থেকে শুরু করে বৈদ্যুতিক যানবাহন, সৌর বৈদ্যুতিন সংভারকেন্দ্রগুলি বুলেট ট্রেন, দ্য আইজিবিটি'র উপস্থিতি সর্বত্র রয়েছে। তবে সমস্ত অর্ধপরিবাহী প্রযুক্তির মতো, আইজিবিটিগুলি পুরোপুরি গঠিত হয়নি - এগুলি প্রজন্মের মধ্যে বিকশিত হয়েছিল, প্রতিটি পারফরম্যান্স, গতি, দক্ষতা এবং তাপ পরিচালনার উন্নতি নিয়ে আসে।

এই নিবন্ধটি আইজিবিটি প্রযুক্তির যাত্রা তার প্রাথমিক পর্যায়ে থেকে আজ উপলব্ধ কাটিয়া প্রান্তের উচ্চ-গতির মডিউলগুলিতে অনুসন্ধান করে। এর অগ্রগতি বোঝার মাধ্যমে, আমরা আজকের পাওয়ার সিস্টেমগুলিতে এর ভূমিকা এবং উদ্ভাবনের ভবিষ্যতকে চালিত করার আরও ভাল প্রশংসা করতে পারি।

আইজিবিটি কী?

এর বিবর্তনে ডাইভিংয়ের আগে, আইজিবিটি কী তা সংক্ষেপে বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। একটি ইনসুলেটেড গেট বাইপোলার ট্রানজিস্টর একটি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস যা দুটি ধরণের ট্রানজিস্টরের সেরা বৈশিষ্ট্যগুলিকে একত্রিত করে: ধাতব-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর (এমওএসএফইটি) এবং বাইপোলার জংশন ট্রানজিস্টর (বিজেটিটি) এর উচ্চ-বর্তমান এবং উচ্চ-ভোল্টেজ হ্যান্ডলিং ক্ষমতাটির উচ্চ-গতির স্যুইচিং।

এই হাইব্রিড ডিজাইন অনুমতি দেয় উচ্চ-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রয়োজনীয় দৃ ust ়তা এবং স্বল্প বাহন ক্ষতি সরবরাহ করার সময় ভোল্টেজ সিগন্যালগুলি ব্যবহার করে স্বাচ্ছন্দ্যের সাথে আইজিবিটিগুলি চালু এবং বন্ধ করা উচিত। এই দ্বৈত প্রকৃতির কারণে, আইজিবিটিগুলি দক্ষ বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন এমন সিস্টেমগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় - যেমন মোটর ড্রাইভ, বৈদ্যুতিক যানবাহন (ইভি), বায়ু টারবাইন এবং নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (ইউপিএস)।

প্রথম প্রজন্ম: ভিত্তি স্থাপন

প্রথম বাণিজ্যিক আইজিবিটিএস 1980 এর দশকের গোড়ার দিকে উপস্থিত হয়েছিল। সেই সময়, পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স ইঞ্জিনিয়াররা এমন একটি ডিভাইস খুঁজছিলেন যা বিজেটিএসের চেয়ে আরও ভাল পারফর্ম করতে পারে, যা নিয়ন্ত্রণ করা কঠিন ছিল এবং শক্তি মোসফেটস , যার উচ্চ ভোল্টেজগুলিতে উচ্চ সঞ্চালনের ক্ষতি ছিল। প্রথম প্রজন্মের আইজিবিটিগুলি মূলত বিজেটিএস এবং এমওএসএফইটি থেকে বিদ্যমান বানোয়াট প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে নির্মিত হয়েছিল, যার ফলে উচ্চ ভোল্টেজ ব্লকিং ক্ষমতা (600V-1200V) সহ ডিভাইসগুলি তৈরি হয় তবে তুলনামূলকভাবে ধীর স্যুইচিং গতি।

প্রথম প্রজন্মের আইজিবিটিগুলির সাথে সবচেয়ে বড় সমস্যাগুলির মধ্যে একটি হ'ল 'ল্যাচ-আপ ' প্রভাব-এমন একটি শর্ত যেখানে আইজিবিটি একটি ধ্বংসাত্মক শর্ট সার্কিট রাজ্যে প্রবেশ করতে পারে এবং ব্যর্থ হতে পারে। এই সমস্যাটি সমালোচনামূলক সিস্টেমে প্রাথমিক গ্রহণের সীমাবদ্ধ এবং ইঞ্জিনিয়ারদের ডিভাইসটি সুরক্ষার জন্য বাহ্যিক সার্কিটরি অন্তর্ভুক্ত করতে হয়েছিল। অতিরিক্তভাবে, পাওয়ার এমওএসএফইটিগুলির তুলনায় স্যুইচিং গতি অনেক ধীর ছিল, যা আইজিবিটিকে উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তুলেছিল।

এই ত্রুটিগুলি সত্ত্বেও, ইজি গেট ড্রাইভ এবং উচ্চ ভোল্টেজ হ্যান্ডলিংয়ের সুবিধাগুলি শিল্প মোটর ড্রাইভের মতো নিম্ন-ফ্রিকোয়েন্সি উচ্চ-পাওয়ার অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে আইজিবিটি-র স্থান নিশ্চিত করার জন্য যথেষ্ট ছিল।

দ্বিতীয় প্রজন্ম: উন্নত রাগ এবং নির্ভরযোগ্যতা

1990 এর দশকের গোড়ার দিকে, দ্বিতীয় প্রজন্মের আইজিবিটিএস বাজারে প্রবেশ করেছিল। এই ডিভাইসগুলি ল্যাচ-আপ সুরক্ষা সহ তাদের পূর্বসূরীদের মধ্যে পাওয়া অনেকগুলি উদ্বেগকে সম্বোধন করেছে। নির্মাতারা অযাচিত পরজীবী প্রভাবগুলি হ্রাস করতে এবং নিরাপদ অপারেটিং ক্ষেত্রগুলিকে উন্নত করতে আইজিবিটি -র অভ্যন্তরীণ স্তরগুলির নকশাকে উন্নত করেছে।

এই প্রজন্মের মধ্যে, আইজিবিটি-র কাঠামোটি পাঞ্চ-থ্রু (পিটি) থেকে নন-পাঞ্চ-থ্রু (এনপিটি) ডিজাইনে স্থানান্তরিত হতে শুরু করে। এনপিটি আইজিবিটিএস আরও ভাল শর্ট-সার্কিট ক্ষমতা, উন্নত তাপ স্থায়িত্ব এবং সহজ প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করে সহজ বানোয়াট সরবরাহ করে। তারা তাপমাত্রার বিভিন্নতা সম্পর্কে আরও সহনশীল হয়ে ওঠে, তাদের কঠোর পরিবেশে আরও নির্ভরযোগ্য করে তোলে।

আর একটি উল্লেখযোগ্য উন্নতি ছিল স্যুইচিংয়ের সময় হ্রাসযুক্ত লেজ স্রোতগুলির আকারে। প্রথম প্রজন্মের মধ্যে, অতিরিক্ত ক্যারিয়ারের পুনঃসংযোগের ফলে দীর্ঘ লেজ স্রোত তৈরি হয়েছিল, যার ফলে ক্ষয়ক্ষতি এবং দক্ষতা হ্রাস পায়। আরও ভাল আজীবন নিয়ন্ত্রণের কৌশলগুলির সাথে, দ্বিতীয় প্রজন্মের আইজিবিটিগুলি এই ক্ষতিগুলি হ্রাস করে এবং আগের তুলনায় দ্রুত স্যুইচিংয়ের অনুমতি দেয়।

ফলস্বরূপ, দ্বিতীয় প্রজন্মের আইজিবিটিএস মোটর নিয়ন্ত্রণ সিস্টেম, বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং লিফট এবং এইচভিএসি সিস্টেমে শক্তি-সঞ্চয় ব্যবস্থায় বিস্তৃত ব্যবহার খুঁজে পেয়েছে।

তৃতীয় প্রজন্ম: গতি এবং দক্ষতার জন্য অনুকূলিতকরণ

তৃতীয় প্রজন্মের আইজিবিটিএস 1990 এর দশকের শেষের দিকে এবং 2000 এর দশকের গোড়ার দিকে বিকাশ করা হয়েছিল এবং প্রযুক্তির বিবর্তনের একটি মূল টার্নিং পয়েন্ট চিহ্নিত করা হয়েছিল। এই ডিভাইসগুলি দ্রুত স্যুইচিং এবং উচ্চতর দক্ষতার জন্য অনুকূলিত হয়েছিল, এগুলি বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে - যার মধ্যে মাঝারি স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সিগুলির প্রয়োজন হয়।

সর্বাধিক উল্লেখযোগ্য অগ্রগতিগুলির মধ্যে একটি ছিল ফিল্ড স্টপ (এফএস) প্রযুক্তি ব্যবহার। এই কৌশলটিতে টার্ন-অফের সময় অতিরিক্ত ক্যারিয়ারগুলি শোষণের জন্য সংগ্রাহকের নিকটে একটি অতিরিক্ত স্তর যুক্ত করা জড়িত, যা লেজের বর্তমান হ্রাস করে এবং ভোল্টেজ ব্লকিং দক্ষতার সাথে আপস না করে স্যুইচিংয়ের গতি বাড়িয়ে তোলে।

ফিল্ড স্টপ আইজিবিটিএস উভয় বিশ্বের সেরা অফার করেছে: তারা উচ্চ ভোল্টেজ এবং কারেন্ট পরিচালনা করতে পারে এবং তারা উল্লেখযোগ্যভাবে কম স্যুইচিং ক্ষতির সাথেও পরিচালনা করেছিল। এটি তাদের সৌর ইনভার্টার, ট্র্যাকশন সিস্টেম এবং ওয়েল্ডারদের মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ করে তুলেছে - যেখানে শক্তি দক্ষতা এবং প্রতিক্রিয়াশীলতা মূল।

অতিরিক্তভাবে, প্যাকেজিং প্রযুক্তি উন্নত হয়েছে। নির্মাতারা আইজিবিটি মডিউলগুলির মধ্যে আরও কমপ্যাক্ট এবং শক্তিশালী করার জন্য ডায়োড এবং প্রতিরক্ষামূলক সার্কিটগুলিকে সংহত করতে শুরু করে। এটি মোট সিস্টেমের ব্যয় হ্রাস করতে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করতে সহায়তা করেছে, বিশেষত স্বয়ংচালিত এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে।

চতুর্থ প্রজন্ম: কমপ্যাক্ট মডিউল এবং আরও ভাল তাপীয় কর্মক্ষমতা

বিদ্যুতের ঘনত্বের দাবি বাড়ার সাথে সাথে আইজিবিটিগুলির চতুর্থ প্রজন্ম প্রতি ইউনিট ক্ষেত্রের বর্তমান হ্যান্ডলিং বাড়ানোর দিকে মনোনিবেশ করেছিল যখন একই সাথে বিদ্যুৎ ক্ষতি হ্রাস করে এবং তাপীয় কর্মক্ষমতা উন্নত করে। এর জন্য কেবল অর্ধপরিবাহী উপাদানগুলির উন্নতিই নয়, ডিভাইস কাঠামোর উদ্ভাবনও প্রয়োজন।

ট্রেঞ্চ-গেট আইজিবিটিএস প্ল্যানার গেট ডিজাইনগুলি প্রতিস্থাপন শুরু করে। এই পরিখা কাঠামোগুলি ডিভাইসের অভ্যন্তরে বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের আরও ভাল নিয়ন্ত্রণের জন্য অনুমতি দেয় এবং সঞ্চালনের ক্ষতি হ্রাস করে। তদ্ব্যতীত, ইমিটার এবং সংগ্রাহক ডোপিং প্রোফাইলগুলিতে অগ্রগতিগুলি পরিবাহিতা এবং ক্ষতির স্যুইচিংয়ের মধ্যে বাণিজ্য-বন্ধকে সূক্ষ্ম-সুরে সহায়তা করে, ডিজাইনারদের অ্যাপ্লিকেশন প্রয়োজনের সাথে ডিভাইসগুলির সাথে মেলে আরও নমনীয়তা দেয়।

এছাড়াও, প্যাকেজিং এবং মডিউল ইন্টিগ্রেশন একটি বড় লাফ নিয়েছে। মাল্টি চিপ মডিউল, ইন্টিগ্রেটেড গেট ড্রাইভার এবং সরাসরি তরল কুলিং প্রযুক্তিগুলি ছোট পদচিহ্নগুলিতে অনেক বেশি পাওয়ার ঘনত্বের জন্য অনুমতি দেয়। এই বৈশিষ্ট্যগুলি চতুর্থ প্রজন্মের আইজিবিটিএসকে বৈদ্যুতিক ট্রেন, হাইব্রিড যানবাহন এবং স্মার্ট গ্রিড এবং পাওয়ার ট্রান্সমিশন সিস্টেমের মতো শক্তি অবকাঠামো প্রকল্পগুলির জন্য শীর্ষ পছন্দ করেছে।

আধুনিক উচ্চ-গতির আইজিবিটি মডিউলগুলি: শিল্পের অবস্থা

আজকের আইজিবিটি মডিউলগুলি আগের চেয়ে দ্রুত, আরও দক্ষ এবং আরও কড়া। উন্নত ওয়েফার পাতলা, আল্ট্রা-ফাইন ট্রেঞ্চ গেট স্ট্রাকচার এবং সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) কিছু হাইব্রিড ডিজাইনে সহ-প্যাকেজিংয়ের জন্য ধন্যবাদ, আধুনিক আইজিবিটি মডিউলগুলি ন্যূনতম ক্ষতির সাথে ব্যতিক্রমী স্যুইচিং গতি অর্জন করতে পারে।

সর্বশেষতম উচ্চ-গতির আইজিবিটি মডিউলগুলির কয়েকটি মূল বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে:

• আল্ট্রা-লো স্যুইচিং লোকসান:  অ্যাডভান্সড ফিল্ড স্টপ এবং ট্রেঞ্চ গেট ডিজাইনের ব্যবহারের সাথে, স্যুইচিং লোকসানগুলি হ্রাস করা হয়েছে, যা তাদের অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে যা একসময় একচেটিয়াভাবে মোসফেটের ডোমেন ছিল।

• উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা:  সাবস্ট্রেটস এবং ডাইরেক্ট-ক্যাপার বন্ডিং (ডিসিবি) এর জন্য অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইডের মতো উপকরণ ব্যবহার করে, আধুনিক মডিউলগুলি তাপকে আরও কার্যকরভাবে পরিচালনা করে, আজীবন প্রসারিত করে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।

• স্কেলিবিলিটি:  মডুলার আর্কিটেকচারগুলি এখন ডিজাইনারদের বায়ু টারবাইন এবং বৈদ্যুতিক লোকোমোটিভের মতো মেগাওয়াট-স্কেল অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য একাধিক আইজিবিটি মডিউলগুলি স্ট্যাক বা সমান্তরাল করার অনুমতি দেয়।

• বুদ্ধিমান সংহতকরণ:  আধুনিক মডিউলগুলি তাপমাত্রা, কারেন্ট এবং ভোল্টেজের জন্য অন্তর্নির্মিত সেন্সরগুলির সাথে আসে, স্মার্ট ডায়াগনস্টিকস, ভবিষ্যদ্বাণীমূলক রক্ষণাবেক্ষণ এবং রিয়েল-টাইম নিয়ন্ত্রণের জন্য অনুমতি দেয়।

ইভিএস, উচ্চ-গতির ট্রেন এবং উচ্চ-ক্ষমতা সম্পন্ন শিল্প বৈদ্যুতিন সংকেতের্ধের জন্য দ্রুত ডিসি চার্জিং স্টেশনগুলির মতো অ্যাপ্লিকেশনগুলি এখন এই উন্নত আইজিবিটি মডিউলগুলির উপর প্রচুর নির্ভর করে।

আইজিবিটি প্রযুক্তির ভবিষ্যত

সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) এবং গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (জিএএন) এর মতো প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টরগুলি নির্দিষ্ট ডোমেনগুলিতে আইজিবিটিএসের সাথে প্রতিযোগিতা করতে শুরু করেছে, আইজিবিটি এখনও ব্যয়, পরিপক্কতা এবং দৃ ust ়তার দিক থেকে শক্তিশালী সুবিধা ধারণ করে। ভবিষ্যতের বিকাশগুলি হাইব্রিড মডিউলগুলিতে জড়িত থাকতে পারে যা আইজিবিটি এবং এসআইসি ডায়োডগুলিকে একত্রিত করে বা এমনকি নতুন উত্পাদন কৌশল যেমন অ্যাডিটিভ সেমিকন্ডাক্টর প্রিন্টিংয়ের মতো ব্যবহার করে।

তদুপরি, আইজিবিটি কন্ট্রোল সিস্টেমগুলি ক্রমবর্ধমান ডিজিটাল এবং সফ্টওয়্যার-সংজ্ঞায়িত হয়ে উঠবে, এআই-বর্ধিত মনিটরিং সিস্টেমগুলির সাথে যা সর্বোত্তম দক্ষতা এবং জীবনকালের জন্য অভিযোজিতভাবে স্যুইচিং নিদর্শনগুলি সামঞ্জস্য করতে পারে।

বিদ্যুতায়নের জন্য বিশ্বব্যাপী ধাক্কা যেমন চলতে থাকে, বিশেষত স্বয়ংচালিত এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য খাতে, আইজিবিটিগুলি মাঝারি এবং উচ্চ-ভোল্টেজ শক্তি রূপান্তর সিস্টেমগুলিতে একটি মূল বিল্ডিং ব্লক হিসাবে থাকবে।

আইজিবিটি ইনোভেশন -এর একজন বিশ্বস্ত খেলোয়াড়: জিয়াংসু দোঘাই সেমিকন্ডাক্টর কোং, লিমিটেড।

আইজিবিটি প্রযুক্তির অগ্রগতিতে সক্রিয়ভাবে অবদানকারী সংস্থাগুলির মধ্যে জিয়াংসু দোঘাই সেমিকন্ডাক্টর কোং, লিমিটেড পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর স্পেসে একজন উত্সর্গীকৃত নির্মাতা এবং উদ্ভাবক হিসাবে দাঁড়িয়ে আছেন। উচ্চ-পারফরম্যান্স আইজিবিটি চিপস এবং মডিউলগুলি বিকাশের দিকে মনোনিবেশ করে, সংস্থাটি বৈদ্যুতিক পরিবহন থেকে স্মার্ট এনার্জি এবং শিল্প অটোমেশন পর্যন্ত সহায়তা শিল্পগুলিতে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

জিয়াংসু দোংহাই সেমিকন্ডাক্টর নির্ভরযোগ্য, দক্ষ এবং উচ্চ-গতির আইজিবিটি সমাধান উত্পাদন করতে উন্নত উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির সাথে গভীর পদার্থের দক্ষতার সংমিশ্রণ করে। কমপ্যাক্ট, টেকসই এবং উচ্চ-দক্ষতার পাওয়ার মডিউলগুলির চাহিদা বাড়ার সাথে সাথে জিয়াংসু দোংহাইয়ের মতো সংস্থাগুলি আরও টেকসই এবং বিদ্যুতায়িত ভবিষ্যতকে পাওয়ার জন্য আইজিবিটি প্রযুক্তির পরবর্তী প্রজন্মকে সরবরাহ করার জন্য প্রয়োজনীয়।