পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করার লক্ষ্যে নিয়ন্ত্রিত মাত্রায় উপযুক্ত অপদ্রব্য মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং (Doping) বা অপদ্রব্যায়ণ বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   একটি p-n জংশন ডায়োডের p-প্রান্তকে বহিস্থ ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তের সাথে এবং n-প্রান্তকে ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে যুক্ত করা হলে যে বায়াস বা ঝোঁক সৃষ্টি হয়, তাকে সম্মুখী ঝোঁক (Forward Bias) বলে।

   সম্মুখী ঝোঁক প্রয়োগ করলে ডিপ্লেশন স্তরের বেধ এবং বিভব প্রাচীর হ্রাস পায়, যার ফলে জংশন ভেদ করে সহজে তড়িৎ প্রবাহ চলতে পারে।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   বেস প্রবাহ, $I_B = 0.03\text{ mA}$
   কালেক্টর প্রবাহ, $I_C = 1.5\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   কমন এমিটার সংযোগে কারেন্ট গেইন বা প্রবাহ বিবর্ধন গুণক,
   $\beta = \frac{I_C}{I_B}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\beta = \frac{1.5\text{ mA}}{0.03\text{ mA}} = 50$

   অতএব, উদ্দীপকের বর্তনীর কারেন্ট গেইন $\beta = 50$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   প্রাথমিক বেস প্রবাহ, $I_B = 0.03\text{ mA}$
   প্রাথমিক কালেক্টর প্রবাহ, $I_C = 1.5\text{ mA}$
   ইনপুট রোধ, $R_i = 30\ \Omega$
   আউটপুট লোড রোধ, $R_L = 50\ \Omega$

   আমরা জানি, ট্রানজিস্টরের ভোল্টেজ গেইন ($A_v$) হলো:
   $A_v = \beta \times \frac{R_L}{R_i} = \frac{I_C}{I_B} \times \frac{R_L}{R_i}$

   সুতরাং প্রাথমিক ভোল্টেজ গেইন,
   $A_{v1} = \frac{1.5}{0.03} \times \frac{50}{30} = 50 \times \frac{5}{3} \approx 83.33$

   এখন, বেস প্রবাহ ও কালেক্টর প্রবাহ উভয়কেই দ্বিগুণ করা হলে,
   নতুন বেস প্রবাহ, $I_B' = 2 \times I_B$
   নতুন কালেক্টর প্রবাহ, $I_C' = 2 \times I_C$

   অতএব, পরিবর্তিত প্রবাহ বিবর্ধন গুণক বা কারেন্ট গেইন,
   $\beta' = \frac{I_C'}{I_B'} = \frac{2 \times I_C}{2 \times I_B} = \frac{I_C}{I_B} = \beta = 50$

   যেহেতু রোধের মানের কোনো পরিবর্তন হয়নি, তাই নতুন ভোল্টেজ গেইন,
   $A_{v2} = \beta' \times \frac{R_L}{R_i} = 50 \times \frac{50}{30} \approx 83.33$

   দেখা যাচ্ছে যে, $A_{v2} = A_{v1}$।

   গাণিতিক বিশ্লেষণ অনুযায়ী, বেস প্রবাহ এবং কালেক্টর প্রবাহ উভয়কেই দ্বিগুণ করা হলে তাদের অনুপাত বা কারেন্ট গেইন অপরিবর্তিত থাকে। ফলে বর্তনীর ভোল্টেজ গেইনের কোনো পরিবর্তন হবে না (ভোল্টেজ গেইন অপরিবর্তিত থাকবে)।