পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   কোনো কঠিন পদার্থের মুক্ত বা পরিবাহী ইলেকট্রনগুলোর শক্তির পাল্লাকে পরিবহন ব্যান্ড (Conduction Band) বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ব্যান্ড তত্ত্ব অনুসারে যেসব পদার্থের যোজন ব্যান্ড ইলেকট্রন দ্বারা সম্পূর্ণ পূর্ণ থাকে এবং পরিবহন ব্যান্ড সম্পূর্ণ খালি থাকে, তাদের অন্তরক (Insulator) বলে। এই পদার্থগুলোতে যোজন ব্যান্ড ও পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যবর্তী শক্তি ব্যবধান বা নিষিদ্ধ শক্তি ব্যান্ড (Forbidden Energy Gap) অত্যন্ত বেশি থাকে (সাধারণত ৬ eV থেকে ১৫ eV পর্যন্ত)। কক্ষ তাপমাত্রায় বা সাধারণ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রে এই বিপুল পরিমাণ শক্তি অতিক্রম করে যোজন ব্যান্ড থেকে ইলেকট্রন পরিবহন ব্যান্ডে যেতে পারে না। ফলে এসব পদার্থের মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হয় না।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে প্রদত্ত বর্তনীটি কমন-বেস (CB) সংযোগে রয়েছে।
   প্রথম ক্ষেত্রে,
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = 0.80\text{ mA}$
   পীঠ প্রবাহ, $I_B = 0.06\text{ mA}$

   আমরা জানি, $I_E = I_B + I_C$
   বা, সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = I_E - I_B$
   $\therefore I_C = 0.80\text{ mA} - 0.06\text{ mA} = 0.74\text{ mA}$

   কমন-বেস সংযোগে প্রবাহ লাভ (Current Gain),
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$
   $\alpha = \frac{0.74\text{ mA}}{0.80\text{ mA}} = 0.925$

   অতএব, প্রথম ক্ষেত্রে ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ লাভ ০.৯২৫।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দ্বিতীয় ক্ষেত্রে,
   নিঃসারক প্রবাহের পরিবর্তন, $\Delta I_E = 1\text{ mA} - 0.80\text{ mA} = 0.20\text{ mA} = 0.20 \times 10^{-3}\text{ A}$
   প্রদত্ত ইনপুট ভোল্টেজ, $\Delta V_i = 0.10\text{ V}$
   লোড রোধ, $R_L = 5\text{ k}\Omega = 5000\ \Omega$

   ট্রানজিস্টরের কারেন্ট গেইন $\alpha = 0.925$ অপরিবর্তিত থাকলে,
   সংগ্রাহক প্রবাহের পরিবর্তন,
   $\Delta I_C = \alpha \times \Delta I_E = 0.925 \times 0.20\text{ mA} = 0.185\text{ mA} = 0.185 \times 10^{-3}\text{ A}$

   আউটপুট ভোল্টেজের পরিবর্তন,
   $\Delta V_o = \Delta I_C \times R_L$
   $\Delta V_o = 0.185 \times 10^{-3}\text{ A} \times 5000\ \Omega = 0.925\text{ V}$

   বিবর্ধন বা ভোল্টেজ লাভ (Voltage Gain),
   $A_v = \frac{\Delta V_o}{\Delta V_i} = \frac{0.925\text{ V}}{0.10\text{ V}} = 9.25$

   যেহেতু ভোল্টেজ বিবর্ধন $A_v > 1$ (আউটপুট ভোল্টেজ ইনপুট ভোল্টেজের চেয়ে বেশি), তাই ট্রানজিস্টরটি ভোল্টেজ বিবর্ধক হিসেবে সফলভাবে কাজ করবে।