विद्युत धारा अन्तःक्षेपण तकनीक

विद्युत धारा अन्तःक्षेपण (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 अर्धचालक उपकरणों के टर्न-ऑफ़ स्विचिंग ट्रांसिएंट, जो फॉरवर्ड कंडक्शन स्थिति के दौरान उपकरण के संग्रहीत चार्ज के कारण उपस्थित होता है, उपकरण की स्विचिंग गति को सीमित करता है, जिसके परिणामस्वरूप टर्न-ऑफ़ स्विचिंग ट्रांसिएंट इसके भीतर उपयोग किए जाने वाले एप्लिकेशन की दक्षता को सीमित करता है।

कैरियर लाइफटाइम नियंत्रण, इंजेक्शन दक्षता और बफर लेयर उपकरण 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 से प्राप्त परिणामों से 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 इस प्रकार इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर की टेल (पुच्छ) धारा को भी कम करता है। ।

द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर डायोड और थाइरिस्टर्स पर व्यावहारिक प्रायोगिक परिणामों से पता चलता है कि इंजेक्ट की गयी धारा का आयाम पीक रिवर्स रिकवरी धारा के समानुपाती होता है और इस प्रकार यह साबित करता है कि ये उपकरण अतिरिक्तधारा के इंजेक्शन के दौरान धारा कैरियर्स के पुनर्संयोजन में क्षणिक वृद्धि का अनुभव करते हैं। यह उपकरण को अधिक मात्र में नकारात्मक धारा को संचालित करने से रोकने में मदद करता है, जो बदले में यह इसके पुनः प्राप्ति आवेश और प्रतिस्थापन को कम करता है। इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के साथ प्रयोगों से प्राप्त परिणामों ने उस समय में इसमें उपस्थित महत्वपूर्ण कमियों को दिखाया था, जहां धारा का विरोध शून्य हो जाता था, तब इसके टर्न-ऑफ ट्रांसिएंट के दौरान उपकरण में धारा का विरोध प्रारंभ हो जाता था। संख्यात्मक मॉडलिंग से आगे के अनुकरण परिणामों से पता चला है कि धारा अस्थायी वृद्धि वाहक उत्पादन और  उपकरण में पुनर्संयोजन का विरोध करने वाले इंजेक्शन और उपकरण के भीतर संग्रहीत और निकाले गए अतिरिक्त वाहक को कम करती हैं।

धारा इंजेक्शन परिपथ, मुख्य परीक्षण परिपथ के बीच परिपथ लघूकरण और संबंध को रोकने के लिए एक उपकरण (डीयूटी) से जुड़ा हुआ होता है, और नॉन-इनवेसिव परिपथ को चुंबकीय रूप से दो परिपथों को जोड़ने के लिए विकसित करता है।

संक्षेप में, धारा इंजेक्शन तकनीक उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए कम वोल्टेज ड्रॉप वाले उपकरणों का उपयोग करती है। यह उपकरण सस्ती कीमत में उपलब्ध होते है क्योंकि विनिर्माण चरणों के दौरान इसमें कम प्रसंस्करण चरणों की आवश्यकता होती है, जहां वाहक के आजीवन नियंत्रण तकनीकों की आवश्यकता कम हो जाती है। यह धारा इंजेक्शन परिपथ में उपयोग किए जाने वाले अर्धचालक उपकरण की उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज रेटिंग की आवश्यकता को हटा देता है। इंडक्टिव लोड चॉपर परिपथ में इस तकनीक के विशिष्ट अनुप्रयोग ने इंसुलेटेड गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर के टेलधारा में उपस्थित महत्वपूर्ण कमी और प्रयोग किए जाने वाले फ्लाईबैक डायोड के प्रतिस्थापन व आवेश को भी दिखाता है।

संदर्भ

 * Notes
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