विद्युत धारा अन्तःक्षेपण तकनीक

धारा इंजेक्शन तकनीक एक ऐसी तकनीक होती है जिसे पावर बाइपोलर अर्धचालक उपकरणों के टर्न-ऑफ स्विचिंग ट्रांसिएंट को कम करने के लिए विकसित किया गया था। इसे 2007 में स्टैफ़र्डशायर विश्वविद्यालय (यूनाइटेड किंगडम) के डॉ. एस. ईयो द्वारा विकसित और प्रकाशित किया गया था।

पृष्ठभूमि

सिलिकॉन-आधारित पावर बाइपोलर सेमीकंडक्टर उपकरणों का टर्न-ऑफ़ स्विचिंग ट्रांसिएंट, फॉरवर्ड कंडक्शन स्थिति के दौरान डिवाइस के संग्रहीत चार्ज के कारण, डिवाइस की स्विचिंग गति को सीमित करता है, जो इसके भीतर उपयोग किए जाने वाले एप्लिकेशन की दक्षता को सीमित करता है।

कैरियर लाइफटाइम कंट्रोल, इंजेक्शन दक्षता और बफर लेयर डिवाइसेस जैसी विभिन्न तकनीकों का उपयोग टर्न-ऑफ स्विचिंग ट्रांसिएंट को कम करने के लिए किया जाता है, लेकिन सभी परिणाम ऑन-स्टेट लॉस और स्विचिंग स्पीड के बीच ट्रेड-ऑफ में प्राप्त होते हैं।

तकनीक का विवरण

डॉ ईओ के प्रकाशनों में जांच की गई थी जिससे ये पता चलता है की धारा इंजेक्शन तकनीक इन उपकरणों की संरचना को बिना परिवर्तित किये ही पावर डायोड, थाइरिस्टर और विद्युत रोधित गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर (आईजीबीटी) के स्विचिंग ट्रांसिएंट को अनुकूलित करती है। धारा इंजेक्शन तकनीक को लागू करने के लिए, विद्युत प्रवाह इंजेक्शन परिपथ को परिणामों के साथ विकसित किया जाता है जो दर्शाता है कि इसके स्विचिंग ट्रांसिएंट के दौरान एक अतिरिक्त धारा का इंजेक्शन किसी दिए गए पावर डायोड और थायरिस्टर्स के रिवर्स रिकवरी चार्ज को कम करता है, और इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की पुच्छ धारा को भी कम करता है। ।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर डायोड और थाइरिस्टर्स पर व्यावहारिक प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि आवश्यक इंजेक्टेड धारा का आयाम पीक रिवर्स रिकवरीधारा के समानुपाती होता है और यह साबित करता है कि ये डिवाइस अतिरिक्तधारा के इंजेक्शन के दौरान धारा कैरियर्स के पुनर्संयोजन में क्षणिक वृद्धि काअनुभव करते हैं। यह डिवाइस को अधिक मात्र में नकारात्मक धारा को संचालित करने से रोकने में मदद करता है, जो बदले में इसके रिवर्स रिकवरी चार्ज और रिवर्स रिकवरी टाइम को कम करता है। इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के साथ प्रयोगों से प्राप्त परिणामों ने उस समय में इसमें उपस्मथित हत्वपूर्ण कमियों को दिखाया था, जहां धारा का विरोध शून्य हो जाता है, तब इसके टर्न-ऑफ ट्रांसिएंट के दौरान डिवाइस में धारा का विरोध किया जाता है। संख्यात्मक मॉडलिंग से आगे के अनुकरण परिणामों से पता चला है कि धारा अस्थायी वृद्धि वाहक उत्पादन और डिवाइस में पुनर्संयोजन का विरोध करने वाले इंजेक्शन और डिवाइस के भीतर संग्रहीत और निकाले गए अतिरिक्त वाहक को कम करते हैं।

धारा इंजेक्शन परिपथ और मुख्य परीक्षण परिपथ के बीच परिपथ लघूकरण और संबंध को रोकने के लिए डिवाइस (DUT) से जुड़ा हुआ होता है, नॉन-इनवेसिव परिपथ को चुंबकीय रूप से दो परिपथों को जोड़ने के लिए विकसित किया गया था।

संक्षेप में, धारा इंजेक्शन तकनीक उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए कम आगे वोल्टेज ड्रॉप वाले उपकरणों का उपयोग करना संभव बनाती है। यह उपकरणों की सस्ती लागत का भी संकेत देता है क्योंकि विनिर्माण चरणों के दौरान कम प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता होती है जहां वाहक आजीवन नियंत्रण तकनीकों की आवश्यकता कम हो जाती है। इसने धारा इंजेक्शन परिपथ में उपयोग किए जाने वाले सेमीकंडक्टर डिवाइस की उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज रेटिंग की आवश्यकता को हटा दिया और विद्युत अलगाव भी प्रदान किया। इंडक्टिव लोड चॉपर परिपथ में इस तकनीक के विशिष्ट अनुप्रयोग ने इंसुलेटेड गेट बाइपोलर ट्रांजिस्टर के टेलधारा में महत्वपूर्ण कमी और इस्तेमाल किए गए फ्लाईबैक डायोड के रिवर्स रिकवरी टाइम और चार्ज को दिखाया।

संदर्भ

Notes

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