পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Jashore Board • যশোর বোর্ড ২০২৪

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

একটি ট্রানজিস্টরের সাধারণ পীঠ সংযোগ থাকা অবস্থায় পীঠ প্রবাহ ও নিঃসারক প্রবাহের মান যথাক্রমে 0.04mA ও 0.7 mA পাওয়া যায়।

  1. ক)

    তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্রটি লেখ।

    (1)
  2. খ)

    ডোপিং কেন করা হয়? ব্যাখ্যা কর।

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপক অনুযায়ী ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণকের মান নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ লাভ  β\ \beta এর মানের পরিবর্তন কীরূপ হবে যদি পীঠ প্রবাহের মান দ্বিগুণ করা হয়? গাণিতিক বিশ্লেষণসহকারে উত্তর দাও।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    তাপগতিবিদ্যার ১ম সূত্র (ক্লসিয়াসের বিবৃতি অনুযায়ী): যখন যান্ত্রিক কাজ সম্পূর্ণরূপে তাপে বা তাপ সম্পূর্ণরূপে যান্ত্রিক কাজে রূপান্তরিত হয়, তখন কাজ ও তাপ পরস্পরের সমানুপাতিক হয়। অথবা, কোনো সিস্টেমে তাপশক্তি সরবরাহ করা হলে তার কিছু অংশ সিস্টেমের অভ্যন্তরীণ শক্তি বৃদ্ধিতে এবং অবশিষ্ট অংশ বাহ্যিক কাজ সম্পাদনে ব্যবহৃত হয় (dQ = dU + dW)।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    বিশুদ্ধ বা সহজাত অর্ধপরিবাহীর (যেমন: সিলিকন বা জার্মেনিয়াম) পরিবাহিতা সাধারণ তাপমাত্রায় অত্যন্ত কম থাকে, যা ব্যবহারিক ক্ষেত্রে যথেষ্ট নয়। পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি করার উদ্দেশ্যে অত্যন্ত নিয়ন্ত্রিত উপায়ে এতে উপযুক্ত অপদ্রব্য বা ভেজাল (ত্রিযোজী বা পঞ্চযোজী পরমাণু) মিশিয়ে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোলের ঘনত্ব কয়েক গুণ বাড়ানো হয়। এ প্রক্রিয়াকেই ডোপিং বলা হয়। তাই অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করার জন্য ডোপিং করা হয়।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দেওয়া আছে,
    পীঠ প্রবাহ, IB=0.04 mAI_B = 0.04\text{ mA}
    নিঃসারক প্রবাহ, IE=0.7 mAI_E = 0.7\text{ mA}

    আমরা জানি,
    IE=IB+ICI_E = I_B + I_C
    বা, সংগ্রাহক প্রবাহ, IC=IE−IB=0.7−0.04=0.66 mAI_C = I_E - I_B = 0.7 - 0.04 = 0.66\text{ mA}

    সাধারণ পীঠ সংযোগের ক্ষেত্রে প্রবাহ বিবর্ধক গুণক (Current amplification factor), α=ICIE\alpha = \frac{I_C}{I_E}
    ∴α=0.66 mA0.7 mA≈0.9429\therefore \alpha = \frac{0.66\text{ mA}}{0.7\text{ mA}} \approx 0.9429

    অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণকের মান প্রায় 0.943।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপক অনুযায়ী প্রাথমিক অবস্থায়:
    IB=0.04 mAI_B = 0.04\text{ mA}, IC=0.66 mAI_C = 0.66\text{ mA}
    প্রাথমিক প্রবাহ লাভ (Current gain),
    β1=ICIB=0.660.04=16.5\beta_1 = \frac{I_C}{I_B} = \frac{0.66}{0.04} = 16.5

    প্রশ্নমতে, পীঠ প্রবাহের মান দ্বিগুণ করা হলে নতুন পীঠ প্রবাহ,
    IB′=2×0.04 mA=0.08 mAI_B' = 2 \times 0.04\text{ mA} = 0.08\text{ mA}

    একটি নির্দিষ্ট ট্রানজিস্টরের ক্ষেত্রে এর গঠনগত ধর্মের কারণে প্রবাহ লাভ বা বিবর্ধন গুণক (α\alpha বা β\beta) মূলত একটি নির্দিষ্ট ধ্রুবক প্যারামিটার থাকে। সে অনুযায়ী β\beta-এর মান অপরিবর্তিত থাকে এবং ICI_C বৃদ্ধি পেয়ে IC′=β1×IB′=16.5×0.08=1.32 mAI_C' = \beta_1 \times I_B' = 16.5 \times 0.08 = 1.32\text{ mA} হয়।

    তবে, যদি নিঃসারক প্রবাহ IEI_E অপরিবর্তিত (0.7 mA0.7\text{ mA}) রাখা হয়, তবে নতুন সংগ্রাহক প্রবাহ হবে:
    IC′=IE−IB′=0.7−0.08=0.62 mAI_C' = I_E - I_B' = 0.7 - 0.08 = 0.62\text{ mA}
    সেক্ষেত্রে পরিবর্তিত প্রবাহ লাভ,
    β2=IC′IB′=0.62 mA0.08 mA=7.75\beta_2 = \frac{I_C'}{I_B'} = \frac{0.62\text{ mA}}{0.08\text{ mA}} = 7.75
    তাহলে প্রবাহ লাভের হ্রাস ঘটবে: Δβ=16.5−7.75=8.75\Delta\beta = 16.5 - 7.75 = 8.75।

    অতএব, IEI_E স্থির বিবেচনা করলে প্রবাহ লাভের মান 16.5 থেকে কমে 7.75 হবে (হ্রাস পাবে 8.75); আর আদর্শ ট্রানজিস্টর প্যারামিটার হিসেবে বিবেচনা করলে প্রবাহ লাভ β\beta অপরিবর্তিত (16.5) থাকবে।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

সম্পর্কিত প্রশ্ন