পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি করার জন্য পরিমিত পরিমাণে উপযুক্ত অপদ্রব্য মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে অর্ধপরিবাহীর পরমাণুগুলোর মধ্যে সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায় এবং প্রচুর পরিমাণে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সৃষ্টি হয়। পরিবাহী ব্যান্ডের মুক্ত ইলেকট্রন ও যোজন ব্যান্ডের হোল চার্জ বাহক হিসেবে কাজ করে। ফলে চার্জ বাহকের ঘনত্ব বহুগুণ বৃদ্ধি পায়, যার কারণে অর্ধপরিবাহীর রোধ হ্রাস পেয়ে তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক অনুসারে,
   কমন এমিটার সংযোগে কারেন্ট গেইন, $\beta = 80$
   কালেক্টর প্রবাহ, $I_C = 5.4\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   $\beta = \frac{I_C}{I_B}$
   $\Rightarrow I_B = \frac{I_C}{\beta} = \frac{5.4\text{ mA}}{80} = 0.0675\text{ mA}$

   অতএব, নিঃসারক প্রবাহ ($I_E$):
   $I_E = I_B + I_C$
   $I_E = 0.0675\text{ mA} + 5.4\text{ mA} = 5.4675\text{ mA}$

   সুতরাং, বর্তনীর নিঃসারক প্রবাহ $5.4675\text{ mA}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক হতে পাই,
   কমন এমিটার বর্তনীর কারেন্ট গেইন, $\beta = 80$
   গতীয় রোধ বা অন্তঃরোধ, $r_i = 55\ \Omega$
   ভার রোধ বা বহিঃরোধ, $R_L = 45\ \Omega$ (চিত্রে $4.5\ \Omega$ নির্দেশিত হলেও উদ্দীপকের মূল বর্ণনায় $45\ \Omega$ উল্লেখ রয়েছে; উভয় ক্ষেত্রেই ভোল্টেজ গেইন ১ বা ১০০% অপেক্ষা বেশি আসে)

   উদ্দীপকের বর্ণনা অনুযায়ী $R_L = 45\ \Omega$ ধরে:
   ভোল্টেজ গেইন বা বিবর্ধন,
   $A_v = \beta \times \frac{R_L}{r_i}$
   $\Rightarrow A_v = 80 \times \frac{45}{55} \approx 65.45$

   শতাংশে প্রকাশ করলে ভোল্টেজ বিবর্ধন হয়:
   $A_v \times 100\% = 65.45 \times 100\% = 6545\%$

   (যদি চিত্রের $R_L = 4.5\ \Omega$ বিবেচনা করা হয়, তবে $A_v = 80 \times \frac{4.5}{55} \approx 6.545$ বা $654.5\%$)

   উভয় ক্ষেত্রেই দেখা যায় যে ভোল্টেজ গেইনের মান ১ অপেক্ষা অনেক বেশি, অর্থাৎ প্রাপ্ত ভোল্টেজ গেইন $100\%$ অপেক্ষা অনেক বেশি (যথাক্রমে $6545\%$ বা $654.5\%$)।

   যেহেতু ট্রানজিস্টরটি একটি পরিবর্ধক হিসেবে কাজ করে এবং এর স্বাভাবিক ভোল্টেজ গেইন ১-এর চেয়ে অনেক গুণ বেশি, তাই উদ্দীপকের বর্তনীটির বর্তমান উপাদান ও সংযোগ অবস্থায় এর ভোল্টেজ গেইন ঠিক $100\%$ ($A_v = 1$) হওয়া সম্ভব নয়; বরং এটি ভোল্টেজকে বহুলাংশে বিবর্ধিত করে।