পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর (যেমন সিলিকন বা জার্মেনিয়াম) সাথে সামান্য পরিমাণ ত্রিযোজী অপদ্রব্য (যেমন বোরন, অ্যালুমিনিয়াম ইত্যাদি) ডোপায়ন করে যে বহির্জাত অর্ধপরিবাহী তৈরি করা হয়, তাকে P-টাইপ অর্ধপরিবাহী বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   পরম শূন্য তাপমাত্রায় অর্ধপরিবাহীর যোজন ব্যান্ড ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ থাকে এবং পরিবহন ব্যান্ড সম্পূর্ণ খালি থাকে, ফলে এটি অন্তরকের মতো আচরণ করে। কিন্তু তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে অর্ধপরিবাহীর পরমাণুগুলোর তাপীয় কম্পন বৃদ্ধি পায় এবং সমযোজী বন্ধন ভেঙে কিছু মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সৃষ্টি হয়। অর্থাৎ তাপমাত্রা বৃদ্ধির ফলে পরিবহন ব্যান্ডের মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা তথা চার্জ বাহকের ঘনত্ব দ্রুত বৃদ্ধি পায়। চার্জ বাহকের সংখ্যা উল্লেখযোগ্য হারে বেড়ে যাওয়ায় অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায়, ফলে এর রোধ হ্রাস পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   কমন এমিটার বর্তনীর কারেন্ট গেইন বা প্রবাহ লাভ, $\beta = 75$

   আমরা জানি, প্রবাহ বিবর্ধন গুণক ($\alpha$) এবং কারেন্ট গেইনের ($\beta$) মধ্যে সম্পর্ক হলো:
   $\alpha = \frac{\beta}{1 + \beta}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\alpha = \frac{75}{1 + 75} = \frac{75}{76} \approx 0.9868$

   অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধন গুণক হলো $0.987$ (বা $0.9868$)।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   দেওয়া আছে,
   ট্রানজিস্টরের কারেন্ট গেইন, $\beta = 75$
   ইনপুট গতীয় রোধ, $r_i = 40\ \Omega$
   বর্তনীতে লোড রোধ (আউটপুট রোধ), $R_L = 60\ \Omega$

   আমরা জানি, সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter) বর্তনীতে ভোল্টেজ গেইন ($A_v$) হলো:
   $A_v = \text{কারেন্ট গেইন } (\beta) \times \text{রোধ লাভ} (\frac{R_L}{r_i})$
   $A_v = \beta \times \frac{R_L}{r_i}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $A_v = 75 \times \frac{60}{40} = 75 \times 1.5 = 112.5$

   গাণিতিক হিসাব থেকে দেখা যায় যে, উদ্দীপকের বর্তনীটির সম্ভাব্য ভোল্টেজ গেইন $112.5$, যা কাঙ্ক্ষিত মান $120$ অপেক্ষা কম।

   সুতরাং, উদ্দীপকের বর্তনী থেকে $120$ মানের ভোল্টেজ গেইন পাওয়া সম্ভব নয়।