থার্মোইলেকট্রিক মডিউলটিতে n এবং p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর একসাথে কাজ করে। এটি বিপরীতভাবে কাজ করতে পারে, জেনারেটর বা কুলার হিসাবে কাজ করে।

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং একটি দ্রুত বিকশিত প্রযুক্তি যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের জন্য গভীর প্রভাব ফেলে। এই নিবন্ধটি থার্মোইলেকট্রিক কুলিং এর নীতিগুলি গভীরভাবে আলোচনা করবে, সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এর সুবিধাগুলি অন্বেষণ করবে এবং এটি কীভাবে তাপ ব্যবস্থাপনা এবং কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করবে তা পরীক্ষা করবে। এই কুলিং সিস্টেমগুলি বোঝা সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন প্রক্রিয়া এবং পণ্যের নির্ভরযোগ্যতা অপ্টিমাইজ করার জন্য একটি গেম-চেঞ্জার হতে পারে। তাই, আপনি যদি আপনার সেমিকন্ডাক্টর অপারেশন উন্নত করতে চান, তাহলে পড়তে থাকুন!

প্রবন্ধের রূপরেখা

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং কী এবং এটি কীভাবে কাজ করে?

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং, যা পেল্টিয়ার কুলিং নামেও পরিচিত, একটি কঠিন-অবস্থার শীতলকরণ প্রযুক্তি যা তাপ স্থানান্তরের জন্য পেল্টিয়ার প্রভাব ব্যবহার করে। একটি থার্মোইলেকট্রিক কুলার (মডিউল) হল একটি অর্ধপরিবাহী যন্ত্র যা বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রবাহিত হলে একপাশ থেকে অন্যপাশ তাপীয় শক্তি পাম্প করে। এটি একটি গরম এবং ঠান্ডা দিক তৈরি করে। এই ধরনের থার্মোইলেকট্রিক ডিভাইসগুলিতে শীতলকরণের প্রয়োগের পরিমাণ বৃদ্ধি পেয়েছে এবং এই প্রবণতা দ্রুত বৃদ্ধি পাবে বলে আশা করা হচ্ছে।

এটিকে একটি ক্ষুদ্রের মতো ভাবুন। রেফ্রিজারেটরটি দক্ষ গরম এবং ঠান্ডা করার জন্য একটি থার্মোইলেকট্রিক মডিউল ব্যবহার করে। এতে কোনও চলমান অংশ বা তরল রেফ্রিজারেন্ট থাকে না। মডিউলটিতে দুটি সিরামিক প্লেট থাকে যার মধ্যে P-টাইপ এবং N-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের একটি অ্যারে থাকে। যখন একটি DC ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন মডিউলের মধ্যে ইলেকট্রনগুলি তাপ শক্তিকে ঠান্ডা দিক থেকে দূরে নিয়ে যায় এবং গরম দিকে স্থানান্তর করে। এই প্রক্রিয়াটি মডিউল জুড়ে তাপমাত্রার পার্থক্য তৈরি করতে সেমিকন্ডাক্টর উপাদানের অনন্য বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে।

সহজ ভাষায়, আপনি যে দিকটি ঠান্ডা করতে চান তা ঠান্ডা হয়ে যায়, এবং বিপরীত দিকটি গরম হয়ে যায় - তাপ আপনি যেখানে চান না সেখান থেকে দূরে সরে যায়! এই শীতল প্রভাবটি পেল্টিয়ার প্রভাব নামে একটি জিনিসের জন্য ধন্যবাদ। যখন একটি থার্মোইলেকট্রিক মডিউলে দুটি ভিন্ন পরিবাহীর সংযোগস্থল দিয়ে সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়, তখন তাপ শোষিত হয় বা উৎপন্ন হয়। এটি এটিকে সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের জন্য একটি দুর্দান্ত শীতল ব্যবস্থা করে তোলে।

সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনে থার্মোইলেকট্রিক কুলারের সুবিধা

অর্ধপরিবাহী অ্যাপ্লিকেশনের জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি বেশ কয়েকটি সুবিধা প্রদান করে:

• সঠিক তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ: TEC গুলি খুব নির্ভুল তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণের সুযোগ করে দেয়। থার্মোইলেকট্রিক ডিভাইসগুলি তাপ এবং শীতলকরণের নীতি ব্যবহার করে তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ করতে পারে, কখনও কখনও একটি ডিগ্রির ভগ্নাংশের মধ্যেও। অনেক অর্ধপরিবাহী প্রক্রিয়ায় এই সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য।
• কমপ্যাক্ট আকার: থার্মোইলেকট্রিক মডিউলগুলি ছোট এবং হালকা, যা সীমিত স্থানের জন্য এগুলিকে আদর্শ করে তোলে।
• কোন চলমান যন্ত্রাংশ নেই: চলমান যন্ত্রাংশের অনুপস্থিতি নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধি করে এবং রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে। এই সলিড-স্টেট কুলিং সিস্টেমটি অন্যান্য শীতলকরণ পদ্ধতিতে পাওয়া শব্দযুক্ত কম্প্রেসার বা ফ্যানের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, ক্লিনরুমের মতো পরিবেশে যেখানে শব্দ নিয়ন্ত্রণ গুরুত্বপূর্ণ, সেখানে নীরব অপারেশন নিশ্চিত করে।
• দ্রুত প্রতিক্রিয়া সময়: TEC গুলি দ্রুত কাঙ্ক্ষিত তাপমাত্রা সেটপয়েন্ট অর্জন করতে পারে, প্রয়োজনে দ্রুত তাপীয় সাইক্লিং সক্ষম করে।
• শীতলকরণ এবং উত্তাপ: তাপবিদ্যুৎ মডিউলগুলি তাপবিদ্যুৎ ডিভাইসে বৈদ্যুতিক প্রবাহের দিক সিবেক প্রভাবকে প্রভাবিত করে, যা বহুমুখী তাপ ব্যবস্থাপনা সমাধান প্রদান করে, উল্টে গরম করার জন্যও ব্যবহার করা যেতে পারে।

চলমান যন্ত্রাংশ বা তরল রেফ্রিজারেন্টের অভাব থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলিকে পরিবেশ বান্ধব করে তোলে এবং শীতলকরণ এবং উত্তাপ উভয়ই প্রদানের ক্ষমতা তাদেরকে সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা স্থিতিশীলকরণের জন্য আদর্শ করে তোলে। চলমান যন্ত্রাংশের অনুপস্থিতির কারণে থার্মোইলেকট্রিক মডিউলগুলির প্রচলিত সিস্টেমের তুলনায় কম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয়।

থার্মোইলেকট্রিক মডিউল: কুলিং সিস্টেমের মূল উপাদান

থার্মোইলেকট্রিক মডিউল হল থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের মূল উপাদান। এই মডিউলগুলি সাধারণত বিসমাথ টেলুরাইড দিয়ে তৈরি, যা একটি অর্ধপরিবাহী উপাদান যার চমৎকার থার্মোইলেকট্রিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে। একটি স্ট্যান্ডার্ড থার্মোইলেকট্রিক মডিউলে একাধিক থার্মোকাপল (পি-টাইপ এবং এন-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদান) থাকে যা দুটি সিরামিক প্লেটের মধ্যে বৈদ্যুতিকভাবে সিরিজ এবং তাপীয়ভাবে সমান্তরালে সংযুক্ত থাকে। কুলিং টাওয়ার প্রচলিত রেফ্রিজারেন্টের উপর নির্ভরশীল শিল্প চিলারগুলির জন্য শীতলতা প্রদান করে। তবে, স্থানীয় এবং সুনির্দিষ্ট শীতলতার জন্য, থার্মোইলেকট্রিক কুলার বা TEC পছন্দনীয়। এই মডিউলগুলিতে দুটি সিরামিক প্লেটের মধ্যে সংযুক্ত একাধিক সেমিকন্ডাক্টর পেলেট থাকে, যা একটি বৃহত্তর ডেল্টা T (তাপমাত্রার পার্থক্য) তৈরি করতে দেয়।

এগুলি সাধারণত বিসমাথ টেলুরাইড ব্যবহার করে তৈরি করা হয় এবং একক-পর্যায়ের মডিউলের তুলনায় উচ্চতর কর্মক্ষমতা প্রদান করে। একটি একক থার্মোইলেকট্রিক উপাদানকে থার্মোকাপল বলা হয়। একটি স্ট্যান্ডার্ড মডিউলে কয়েকটি থার্মোকাপল থাকে যা বৈদ্যুতিকভাবে সিরিজে এবং তাপীয়ভাবে সমান্তরালভাবে দুটি সিরামিক প্লেটের মধ্যে সংযুক্ত থাকে। এই নকশাটি শীতলকরণ এবং উত্তাপ উভয় ক্ষমতার জন্যই অনুমতি দেয়।

থার্মোইলেকট্রিক মডিউলের (মডিউল) মূল পরামিতি

একটি থার্মোইলেকট্রিক মডিউলের কর্মক্ষমতা নির্ধারণ করে এমন বেশ কয়েকটি মূল পরামিতি:

• সর্বোচ্চ: এই প্যারামিটারটি নির্দিষ্ট অপারেটিং অবস্থার অধীনে মডিউলের সর্বাধিক শীতল ক্ষমতা (অথবা তাপ পাম্পিং হার) বর্ণনা করে। এটি মডিউলটি ঠান্ডা দিক থেকে গরম দিকে সর্বাধিক কত তাপ স্থানান্তর করতে পারে তা নির্দেশ করে।
• ΔT সর্বোচ্চ: এই প্যারামিটারটি তাপ পাম্প না করার সময় মডিউলটি গরম এবং ঠান্ডা দিকের মধ্যে সর্বোচ্চ তাপমাত্রার পার্থক্য অর্জন করতে পারে তা প্রতিনিধিত্ব করে। এই মানটি উপাদানের বৈশিষ্ট্য, মডিউলের মধ্যে থার্মোকাপলের সংখ্যা এবং থার্মোইলেকট্রিক ডিভাইসের উৎপাদন প্রক্রিয়ার উপর নির্ভর করে।
• একটি টি কুলারের দক্ষতা মূল্যায়নের জন্য কর্মক্ষমতা সহগ (COP) অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। সহগটি একটি মডিউলের দক্ষতা নির্দেশ করে এবং সরবরাহকৃত বৈদ্যুতিক শক্তির সাথে শীতল শক্তির অনুপাত প্রতিফলিত করে।
• পেল্টিয়ার সহগ: পেল্টিয়ার সহগ দুটি ভিন্ন পরিবাহীর সংযোগস্থলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত বৈদ্যুতিক প্রবাহের প্রতি ইউনিটে শোষিত বা নির্গত তাপের পরিমাণ বর্ণনা করে।
• বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ: বৈদ্যুতিক প্রতিরোধ বলতে বোঝায় যে কোনও উপাদান বা ডিভাইস বৈদ্যুতিক প্রবাহের কতটা প্রতিরোধ করে। উচ্চতর প্রতিরোধের অর্থ তাপ হিসাবে আরও শক্তি নষ্ট হয়।

মডিউলের জন্য প্রয়োজনীয় সর্বোচ্চ কারেন্ট এবং মডিউলের তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা বিবেচনা করাও অপরিহার্য। ঐতিহ্যবাহী রেফ্রিজারেশন সিস্টেমের তুলনায় থার্মোইলেকট্রিক প্রযুক্তি বেশ কিছু সুবিধা প্রদান করে, বিশেষ করে তাপমাত্রা সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করার ক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা বৃদ্ধির জন্য চলমান যন্ত্রাংশের অনুপস্থিতি এবং স্থানীয়ভাবে শীতল এবং গরম করার জন্য স্কেল কমানোর ক্ষমতা।

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের কর্মক্ষমতা অপ্টিমাইজ করা

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের কর্মক্ষমতাকে বেশ কয়েকটি কারণ প্রভাবিত করে:

• হিট সিঙ্ক নির্বাচন: মডিউলের গরম দিক থেকে তাপ অপসারণের জন্য একটি সঠিক আকারের হিট সিঙ্ক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। হিট সিঙ্কের পর্যাপ্ত তাপ পরিবাহিতা এবং পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল থাকা উচিত যাতে পরিবেশে কার্যকরভাবে তাপ স্থানান্তর করা যায়। এয়ার কুলড স্ক্রু চিলার বৃহৎ পরিসরে শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তার জন্য দুর্দান্ত, তবে ছোট, নির্ভুল শীতলকরণের জন্য, থার্মোইলেকট্রিক কুলার হল আদর্শ পছন্দ।
• মডিউলের আকার এবং কনফিগারেশন: উপযুক্ত মডিউল নির্বাচন করা টি কুলারের আকার এবং কনফিগারেশন (একক-পর্যায় বা বহু-পর্যায়) অ্যাপ্লিকেশনের নির্দিষ্ট শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তার উপর নির্ভর করে। অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি একক-পর্যায়ের থার্মোইলেকট্রিক মডিউল যথেষ্ট হতে পারে, তবে অন্যদের জন্য, পছন্দসই তাপমাত্রার পার্থক্য অর্জনের জন্য আরও বিস্তৃত বহু-পর্যায়ের নকশা প্রয়োজন হতে পারে। মাল্টি-স্টেজ মডিউল মূলত একে অপরের উপরে স্তূপীকৃত বেশ কয়েকটি একক-পর্যায়ের মডিউল। এটি আরও বেশি তাপমাত্রার পার্থক্যের অনুমতি দেয়। মাল্টি-স্টেজ মডিউলগুলি খুব কম তাপমাত্রা অর্জন করতে পারে তবে আরও ব্যয়বহুল এবং জটিল।
• কারেন্ট এবং ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ: সর্বোত্তম শীতল কর্মক্ষমতা এবং তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা অর্জনের জন্য মডিউলে সরবরাহ করা কারেন্ট এবং ভোল্টেজের সঠিক নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য। খুব বেশি বা খুব কম শক্তি সরবরাহ এর কর্মক্ষমতা এবং জীবনকালকে নাটকীয়ভাবে পরিবর্তন করতে পারে।
• তাপীয় ইন্টারফেস উপকরণ: তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা কমাতে এবং তাপ স্থানান্তর সর্বাধিক করার জন্য মডিউল এবং হিট সিঙ্কের মধ্যে এবং মডিউল এবং শীতল করা বস্তুর মধ্যে উচ্চমানের তাপীয় ইন্টারফেস উপকরণ (TIMs) ব্যবহার করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এটি বিশেষভাবে গুরুত্বপূর্ণ কারণ থার্মোইলেকট্রিক মডিউলগুলি তাপ প্রবাহকে তাপ সিঙ্ক দ্বারা কতটা কার্যকরভাবে পরিচালিত এবং বিচ্ছুরিত করা হয় তার প্রতি সংবেদনশীল। তাপ স্থানান্তর উপযুক্ত তাপমাত্রা বজায় রাখার একটি গুরুত্বপূর্ণ দিক। আমরা তাপকে যেখানে প্রয়োজন হয় না সেখান থেকে দূরে সরিয়ে রাখি, যে কারণে একটি ভাল হিট সিঙ্ক অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। হিট সিঙ্ক থার্মোইলেকট্রিক কুলার দ্বারা উৎপন্ন তাপ গ্রহণ করে এবং আশেপাশের বাতাসে ছড়িয়ে দেয়। এয়ার কুলড স্ক্রোল ওয়াটার চিলার যখন আপনার বৃহত্তর অঞ্চলে ঠান্ডা করার প্রয়োজন হয়, তখন এটি আদর্শ।

এই বিষয়গুলি সাবধানতার সাথে বিবেচনা করে, আপনি আপনার থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের শীতলকরণ দক্ষতা সর্বাধিক করতে পারেন। আপনি গ্লাইকল চিলার অথবা আপনার নির্দিষ্ট শীতলকরণের চাহিদার উপর নির্ভর করে থার্মোইলেকট্রিক কুলার।

সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে থার্মোইলেকট্রিক কুলারের প্রয়োগ

অর্ধপরিবাহী শিল্পে থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলির বিস্তৃত প্রয়োগ রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে:

• সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন সরঞ্জাম: ওয়েফার তৈরি, চিপ প্যাকেজিং এবং পরীক্ষার সময় সঠিক তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য। থার্মোইলেকট্রিক কুলিং মডিউলগুলি এই প্রক্রিয়াগুলির জন্য স্থিতিশীল তাপমাত্রা বজায় রাখতে পারে।
• লেজার ডায়োড কুলিং: লেজার ডায়োডগুলি উল্লেখযোগ্য পরিমাণে তাপ উৎপন্ন করে, যা তাদের কর্মক্ষমতা এবং জীবনকাল হ্রাস করতে পারে। লেজার ডায়োডগুলিকে ঠান্ডা করতে এবং তাদের সর্বোত্তম অপারেটিং তাপমাত্রা বজায় রাখতে TEC ব্যবহার করা হয়।
• সেমিকন্ডাক্টর মেট্রোলজি: অর্ধপরিবাহী ওয়েফার পরিদর্শন এবং পরিমাপের জন্য ব্যবহৃত সংবেদনশীল মেট্রোলজি সরঞ্জামগুলির জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি তাপমাত্রা স্থিতিশীলতা প্রদান করে। অর্ধপরিবাহী মেট্রোলজির জন্য চিলারগুলির জন্য বিশেষভাবে কঠোর স্পেসিফিকেশন প্রয়োজন।
• তাপীয় সাইক্লিং এবং পরীক্ষা: বিভিন্ন তাপমাত্রার পরিস্থিতিতে অর্ধপরিবাহী ডিভাইস পরীক্ষা করার জন্য দ্রুত তাপচক্র তৈরি করতে থার্মোইলেকট্রিক মডিউল ব্যবহার করা হয়।
• স্পট কুলিং: থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি বৃহত্তর সেমিকন্ডাক্টর সিস্টেমের মধ্যে নির্দিষ্ট উপাদান বা অঞ্চলগুলির জন্য স্পট কুলিং সরবরাহ করে, যা সংবেদনশীল অঞ্চলগুলির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ যেখানে সুনির্দিষ্ট তাপ ব্যবস্থাপনার প্রয়োজন হয়। এই ধরনের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে থার্মোইলেকট্রিক কুলিং মডিউলগুলি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। বিস্ফোরণ-বিরোধী চিলার বিশেষ অ্যাপ্লিকেশনের জন্য শীতলকরণ প্রদান করুন।

বৃহত্তর সিস্টেমের মধ্যে ওয়েফার টেস্টিং, ক্যালিব্রেশন, লেজার ডায়োড স্থিতিশীলকরণ এবং নির্ভুল উপাদান শীতলকরণের মতো বিভিন্ন প্রক্রিয়ার জন্য সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে সঠিক তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অপরিহার্য। এই মডিউলগুলি বিশেষভাবে বিভিন্ন সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়ায় স্পট কুলিং অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। বৃহত্তর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আপনি বিবেচনা করতে পারেন ওয়াটার কুলড স্ক্রু সেন্ট্রাল চিলার.

অন্যান্য শীতলকরণ পদ্ধতির সাথে থার্মোইলেকট্রিক শীতলকরণের তুলনা করা

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং অন্যান্য শীতলকরণ পদ্ধতির তুলনায়, যেমন ঐতিহ্যবাহী কম্প্রেসার-ভিত্তিক রেফ্রিজারেশন এবং তরল শীতলকরণ, নির্দিষ্ট কিছু ক্ষেত্রে স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে। তরল শীতলকরণ কার্যকর হলেও, প্রায়শই পাম্প, টিউবিং এবং সম্ভাব্য লিক সিলের মতো জটিলতা জড়িত থাকে, যা রক্ষণাবেক্ষণের সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। ফ্যান ব্যবহার করে বায়ু শীতলকরণ আরেকটি সাধারণ পদ্ধতি কিন্তু থার্মোইলেকট্রিক কুলিং দ্বারা প্রদত্ত সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ অর্জনে সংগ্রাম করে। নিম্ন তাপমাত্রার চিলার কুলিং সলিউশন | অ্যাডভান্সড চিল টেকনোলজিস বিকল্প শীতলকরণ পদ্ধতি সম্পর্কে আরও তথ্য প্রদান করে।

অন্যান্য পদ্ধতির তুলনায় থার্মোইলেকট্রিক কুলিং কীভাবে তুলনামূলকভাবে ভালো তা এখানে দেওয়া হল। ঐতিহ্যবাহী বায়ু কুলিং পদ্ধতির তুলনায় থার্মোইলেকট্রিক কুলিং এবং তরল কুলিং ভালো তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ প্রদান করে। ওয়াটার কুলড স্ক্রু ওয়াটার চিলার অনেক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য একটি ভালো পছন্দ, কিন্তু স্থানীয়ভাবে শীতল করার জন্য যেখানে নির্ভুলতা প্রয়োজন, তার জন্য থার্মোইলেকট্রিক শীতলকরণ উন্নত।

সেমিকন্ডাক্টরগুলির জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলিং-এর ভবিষ্যতের প্রবণতা

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং এর ক্ষেত্রটি ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে। বেশ কয়েকটি প্রবণতা এর ভবিষ্যত গঠন করছে:

• উন্নত উপকরণ: গবেষকরা উচ্চতর থার্মোইলেকট্রিক ফিগার অফ মেরিট (ZT) সহ নতুন সেমিকন্ডাক্টর উপকরণ তৈরি করছেন, যার ফলে আরও দক্ষ এবং শক্তিশালী থার্মোইলেকট্রিক কুলার তৈরি হচ্ছে। উচ্চতর ZT মান উন্নত শীতলকরণ কর্মক্ষমতা প্রদান করে। স্কুটারডাইট এবং হাফ-হিউসলার অ্যালয়গুলির মতো উন্নত উপকরণগুলি আশাব্যঞ্জক সম্ভাবনা দেখিয়েছে। এই উন্নত সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি তাপমাত্রার পার্থক্য বৃদ্ধি করে থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলিকে আরও দক্ষ করে তুলতে পারে।
• ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ: ক্রমবর্ধমান ক্ষুদ্রাকৃতির সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিতে ব্যবহারের জন্য ছোট এবং আরও শক্তিশালী থার্মোইলেকট্রিক কুলার তৈরি করা হচ্ছে। চিপগুলিতে সরাসরি থার্মোইলেকট্রিক সংহত করার দিকে জোর দেওয়া হচ্ছে, যা অন-চিপ তাপ ব্যবস্থাপনা সমাধানের পথ প্রশস্ত করছে যা সর্বোচ্চ কর্মক্ষমতার জন্য প্রয়োজনীয় জংশন তাপমাত্রা বজায় রাখে।
• অন্যান্য প্রযুক্তির সাথে একীকরণ: উন্নত সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য উদ্ভাবনী শীতল সমাধান তৈরির জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলিংকে অন্যান্য প্রযুক্তির সাথে একীভূত করা হচ্ছে, যেমন মাইক্রোফ্লুইডিক্স এবং ফোটোনিক্স। এর মধ্যে তাপ অপচয় বাড়ানোর জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলারের পাশাপাশি মাইক্রোফ্লুইডিক চ্যানেল অন্তর্ভুক্ত করা অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে।
• মাল্টি-স্টেজ মডিউল: একক-পর্যায়ের ডিভাইসের তুলনায় তাপমাত্রার পার্থক্য (ΔT) বেশি তৈরি করার ক্ষমতার কারণে মাল্টি-স্টেজ থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি জনপ্রিয়তা অর্জন করছে। এর অর্থ হল তারা উল্লেখযোগ্যভাবে কম তাপমাত্রা অর্জন করতে পারে, যা থার্মোইলেকট্রিক প্রযুক্তির প্রয়োগের সম্ভাবনা আরও প্রসারিত করে।
• উন্নত উৎপাদন কৌশল: উৎপাদন প্রযুক্তির অগ্রগতি উন্নত কর্মক্ষমতা এবং কম খরচে থার্মোইলেকট্রিক মডিউলের ব্যাপক উৎপাদন সক্ষম করছে। উন্নত উৎপাদন প্রক্রিয়া TE প্রযুক্তির সাথে সম্পর্কিত মালিকানার খরচ কমিয়ে আনছে।

এই চলমান অগ্রগতিগুলি অর্ধপরিবাহী অ্যাপ্লিকেশনের চাহিদা পূরণের জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলিং প্রযুক্তিকে আরও কার্যকর করে তুলছে।

আপনার প্রয়োজনের জন্য সঠিক থার্মোইলেকট্রিক কুলার নির্বাচন করা

সঠিক থার্মোইলেকট্রিক কুলার নির্বাচন করার জন্য শীতলকরণ ক্ষমতা (Qmax), তাপমাত্রার পার্থক্য (ΔTmax), অপারেটিং তাপমাত্রা এবং ভৌত আকারের মতো বিষয়গুলির সাবধানতার সাথে ভারসাম্য বজায় রাখা প্রয়োজন। যদি লক্ষ্য ছোট উপাদান বা এলাকার জন্য সুনির্দিষ্ট তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ বজায় রাখা হয়, তাহলে একটি থার্মোইলেকট্রিক কুলারই হল সঠিক উপায়। যদি আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য পরিবেষ্টিত তাপমাত্রার নীচে শীতলকরণের প্রয়োজন হয়, তাহলে আপনার একটি থার্মোইলেকট্রিক কুলার প্রয়োজন হবে।

বিভিন্ন সেমিকন্ডাক্টর কুলিং প্রয়োজনে উপযুক্ত থার্মোইলেকট্রিক কুলার নির্বাচন করার জন্য এখানে কিছু বিবেচ্য বিষয় দেওয়া হল। অ্যাপ্লিকেশনের তাপের চাপ বোঝা অপরিহার্য। তাপের চাপ যদি থার্মোইলেকট্রিক দ্রবণের জন্য অত্যধিক হয় তবে বায়ু শীতলকরণ নাকি তরল শীতলকরণ আরও উপযুক্ত হতে পারে তা বিবেচনা করুন।

আপনার প্রয়োজনীয় তাপমাত্রার পরিসরও বিবেচনা করুন। নিশ্চিত করুন যে আপনার বেছে নেওয়া থার্মোইলেকট্রিক কুলারটি প্রয়োজনীয় লক্ষ্যমাত্রা অর্জন করতে পারে। আপনার প্রয়োজনীয়তা সম্পর্কে অনিশ্চিত থাকলে বিশেষজ্ঞদের সাথে পরামর্শ করুন। বাণিজ্যিক TE মডিউলগুলি বিভিন্ন আকার এবং আকারে আসে, ছোট, একক-পর্যায়ের ডিভাইস থেকে শুরু করে বৃহৎ, বহু-পর্যায়ের অ্যাসেম্বলি পর্যন্ত। আপনাকে এমন একটি মডিউল বেছে নিতে হবে যা আপনার নকশার সাথে শারীরিকভাবে খাপ খায়। আপনাকে মডিউলটি সঠিকভাবে মাউন্ট করার এবং সঠিক তাপ অপচয়ের জন্য পর্যাপ্ত বায়ুপ্রবাহ বা তরল শীতলকরণ নিশ্চিত করার বিষয়টিও বিবেচনা করতে হবে।

মনে রাখবেন যে গরম দিকের তাপমাত্রা সর্বদা ঠান্ডা দিকের তাপমাত্রার চেয়ে বেশি থাকে। পরিবেশের প্রত্যাশিত পরিবেষ্টিত তাপমাত্রা বিবেচনা করুন। গরম এবং ঠান্ডা দিকের মধ্যে তাপমাত্রার বৃহত্তর পার্থক্যের জন্য আরও শক্তিশালী এবং সম্ভবত বহু-পর্যায়ের TEC প্রয়োজন।

আপনার থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেম রক্ষণাবেক্ষণ এবং সমস্যা সমাধান

থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলির ন্যূনতম রক্ষণাবেক্ষণের প্রয়োজন হয়, তবে এখানে কয়েকটি টিপস দেওয়া হল:

• পরিচ্ছন্নতা: সর্বোত্তম তাপ অপচয় নিশ্চিত করতে কুলিং প্লেট এবং হিট সিঙ্ক পরিষ্কার এবং ধুলো এবং ধ্বংসাবশেষ মুক্ত রাখুন।
• পেল্টিয়ার কুলারের সঠিক মাউন্টিং: নিশ্চিত করুন যে থার্মোইলেকট্রিক কুলারটি যথাযথ তাপীয় ইন্টারফেস উপকরণ দিয়ে সঠিকভাবে এবং নিরাপদে মাউন্ট করা হয়েছে।
• বর্তমান নিয়ন্ত্রণ: ক্ষতি এড়াতে থার্মোইলেকট্রিক কুলারের সর্বোচ্চ কারেন্ট রেটিং অতিক্রম করবেন না।
• অতিরিক্ত গরমের সুরক্ষা: থার্মোইলেকট্রিক কুলারের ক্ষতি রোধ করতে যথাযথ অতিরিক্ত গরম প্রতিরোধ ব্যবস্থা বাস্তবায়ন করুন।

আপনার থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের জন্য কিছু সাধারণ সমস্যা সমাধানের টিপস এখানে দেওয়া হল:

• কুলিং নেই: বিদ্যুৎ সরবরাহ এবং পোলারিটি যাচাই করুন। ফিউজ বিস্ফোরিত হয়েছে কিনা বা ত্রুটিপূর্ণ তার আছে কিনা তা পরীক্ষা করুন। নিশ্চিত করুন যে মডিউলটি সঠিক পোলারিটি (+ এবং -) দিয়ে সঠিকভাবে তারযুক্ত। পর্যাপ্ত তাপ সিঙ্কিং আছে কিনা তা পরীক্ষা করুন। একটি খারাপভাবে ডিজাইন করা তাপ সিঙ্ক থার্মোইলেকট্রিক মডিউলের তাপ প্রত্যাখ্যান করার ক্ষমতাকে সীমাবদ্ধ করে, যার ফলে শীতলকরণের কার্যকারিতা হ্রাস পায়। কুলিং টাওয়ার প্রায়শই ঐতিহ্যবাহী রেফ্রিজারেন্ট ব্যবহার করে এমন চিলারের সাথে ব্যবহার করা হয়। থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলির জন্য কম অবকাঠামোর প্রয়োজন হয়।
• হ্রাসকৃত শীতল কর্মক্ষমতা: থার্মোইলেকট্রিক কুলার, বস্তু এবং হিট সিঙ্কের মধ্যে তাপীয় পেস্ট/ইন্টারফেস পরীক্ষা করুন। দক্ষ তাপ প্রবাহের জন্য ভালো যোগাযোগ আছে কিনা তা নিশ্চিত করুন। অপর্যাপ্ত টিআইএম তাপ স্থানান্তরকে বাধাগ্রস্ত করতে পারে।
• ঘনীভবন: যদি ঘনীভবন একটি উদ্বেগের বিষয় হয়, তাহলে পর্যাপ্ত সিলিং নিশ্চিত করুন এবং একটি ডেসিক্যান্ট ব্যবহার করার কথা বিবেচনা করুন।

সঠিক রক্ষণাবেক্ষণ এবং সময়মত সমস্যা সমাধানের মাধ্যমে, আপনার থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেম বছরের পর বছর ধরে সর্বোত্তমভাবে কাজ করতে পারে। এই বিষয়গুলি সাবধানতার সাথে বিবেচনা করে, আপনি আপনার থার্মোইলেকট্রিক কুলিং সিস্টেমের শীতলকরণ দক্ষতা সর্বাধিক করতে পারেন।

প্রশ্ন জিজ্ঞাসা:

উপসংহারে:

• থার্মোইলেকট্রিক কুলার হল সলিড-স্টেট ডিভাইস: তারা পেল্টিয়ার প্রভাবকে কাজে লাগায়, বৈদ্যুতিক প্রবাহ প্রয়োগের সময় তাপ পাম্প করার জন্য অর্ধপরিবাহী উপকরণ ব্যবহার করে, যা প্রচলিত পদ্ধতির তুলনায় একটি স্বতন্ত্র সুবিধা প্রদান করে।
• সঠিক তাপমাত্রা নিয়ন্ত্রণ একটি মূল শক্তি: থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি নির্দিষ্ট তাপমাত্রা বজায় রাখার ক্ষেত্রে অসাধারণ, কখনও কখনও একটি ডিগ্রির ভগ্নাংশের মধ্যে, যা সংবেদনশীল সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াগুলির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
• আকার এবং নির্ভরযোগ্যতা উল্লেখযোগ্য সুবিধা: তাদের কম্প্যাক্ট ফর্ম ফ্যাক্টর এবং চলমান যন্ত্রাংশের অভাব এগুলিকে এমন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে যেখানে স্থান সীমিত এবং নির্ভরযোগ্যতা সর্বাধিক। থার্মোইলেকট্রিক কুলিং তরল রেফ্রিজারেন্ট এবং কম্প্রেসারের প্রয়োজনীয়তা দূর করে, সিস্টেমের সামগ্রিক আয়ু বৃদ্ধি করে।
• শীতল এবং গরম করার জন্য বহুমুখীতা: একই থার্মোইলেকট্রিক মডিউলটি সরাসরি বিদ্যুৎ প্রবাহের দিক উল্টে দিয়ে ঠান্ডা এবং উত্তপ্ত উভয়ই করতে পারে, যা তাপ ব্যবস্থাপনা নকশাকে সহজ করে তোলে।
• সেমিকন্ডাক্টরের অ্যাপ্লিকেশন অসংখ্য: উৎপাদন সরঞ্জাম থেকে শুরু করে লেজার ডায়োড কুলিং পর্যন্ত, থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের বিভিন্ন ক্ষেত্রে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।
• ভবিষ্যতের প্রবণতা আরও অগ্রগতির ইঙ্গিত দেয়: নতুন উপকরণ এবং ক্ষুদ্রাকৃতিকরণের উপর চলমান গবেষণা ভবিষ্যতের সেমিকন্ডাক্টর প্রযুক্তির জন্য থার্মোইলেকট্রিক কুলিংকে আরও কার্যকর এবং বহুমুখী করে তোলার প্রতিশ্রুতি দেয়।

থার্মোইলেকট্রিক কুলিং বোঝার এবং ব্যবহারের মাধ্যমে, সেমিকন্ডাক্টর শিল্প তার উৎপাদন এবং পরীক্ষা প্রক্রিয়ায় আরও নির্ভুলতা, নির্ভরযোগ্যতা এবং দক্ষতা অর্জন করতে পারে, যা বিভিন্ন ক্ষেত্রে প্রযুক্তিগত অগ্রগতিকে এগিয়ে নিয়ে যেতে পারে।

মনে রাখবেন, আদর্শ শীতলকরণ সমাধান আপনার নির্দিষ্ট চাহিদার উপর নির্ভর করে। যদিও থার্মোইলেকট্রিক কুলারগুলি নির্দিষ্ট কিছু ক্ষেত্রে উৎকৃষ্ট, ঐতিহ্যবাহী ওয়াটার কুলড স্ক্রোল ওয়াটার চিলার অথবা ওয়াটার কুলড স্ক্রু ওয়াটার চিলার অন্যান্য অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আরও উপযুক্ত হতে পারে। আপনার সমস্ত বিকল্প বিবেচনা করুন এবং আপনার নির্দিষ্ট সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত নির্ধারণ করতে বিশেষজ্ঞদের সাথে পরামর্শ করুন।