পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব পদার্থের তড়িৎ পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অপরিবাহী পদার্থের মাঝামাঝি, তাদেরকে সেমিকন্ডাক্টর বা অর্ধপরিবাহী বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   N-type সেমিকন্ডাক্টরে মূলত পঞ্চযোজী অপদ্রব্য ডোপিং করার কারণে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন তৈরি হয়, যা এদের মেজরিটি চার্জ ক্যারিয়ার। কিন্তু কক্ষ তাপমাত্রায় বা তাপীয় উত্তেজনার (thermal agitation) কারণে সেমিকন্ডাক্টরের কিছু সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায়। সমযোজী বন্ধন ভাঙার ফলে ইলেকট্রন মুক্ত হওয়ার সাথে সাথে সেখানে ইলেকট্রনের ঘাটতি বা শূন্যস্থান সৃষ্টি হয়। এই শূন্যস্থানকেই হোল (hole) বলা হয়। এভাবে তাপীয় প্রভাবে N-type সেমিকন্ডাক্টরে সংখ্যালঘু আধান বাহক বা মাইনরিটি চার্জ ক্যারিয়ার হিসেবে হোল সৃষ্টি হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকে দেওয়া আছে:
   বেস কারেন্ট, $I_B = 0.2\text{ mA}$
   কালেক্টর কারেন্ট, $I_C = 10\text{ mA}$

   আমরা জানি, একটি ট্রানজিস্টরের ক্ষেত্রে নির্গমন প্রবাহ বা অ্যামিটার কারেন্ট ($I_E$) হলো বেস প্রবাহ ($I_B$) এবং সংগ্রাহক প্রবাহের ($I_C$) সমষ্টি।
   অতএব,
   $I_E = I_B + I_C$
   $= 0.2\text{ mA} + 10\text{ mA}$
   $= 10.2\text{ mA} = 1.02 \times 10^{-2}\text{ A}$

   সুতরাং, অ্যামিটার কারেন্ট $10.2\text{ mA}$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্রে সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter) বিন্যাসের বর্তনী দেখানো হয়েছে।
   দেওয়া আছে,
   প্রবাহ বিবর্ধন গুণক, $\beta = 49$ (অথবা মানদ্বয় থেকে $\beta = \frac{I_C}{I_B} = \frac{10}{0.2} = 50$, উদ্দীপকে প্রদত্ত $\beta = 49$)
   লোড রোধ, $R_L = 50\ \Omega$

   ভোল্টেজ গেইন (বিবর্ধন) হলো নির্গমন ভোল্টেজ ও প্রবেশ ভোল্টেজের অনুপাত:
   $A_v = \frac{V_{out}}{V_{in}} = \frac{I_C \times R_L}{I_B \times R_{in}} = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$

   শতাংশে ভোল্টেজ গেইন ১০০% (অর্থাৎ $A_v = 1$ বা ১০০%) হতে হলে:
   $1 = \beta \times \frac{R_L}{R_{in}}$
   বা, $R_{in} = \beta \times R_L = 49 \times 50\ \Omega = 2450\ \Omega$

   যেহেতু ট্রানজিস্টরের ইনপুট রোধ ($R_{in}$) পরিবর্তন বা উপযুক্ত মানের ইনপুট রোধ (প্রায় $2450\ \Omega$) নির্বাচনের মাধ্যমে $A_v = 1$ (অর্থাৎ 100%) অর্জন করা বাস্তবসম্মত ও সম্ভব, এবং ট্রানজিস্টর মূলত একটি বিবর্ধক যা ভোল্টেজ গেইন ১ এর চেয়ে অনেক বেশি বা উপযুক্ত বায়াসিং ও রোধের সমন্বয়ে ১০০% করতে সক্ষম, তাই উদ্দীপকের বর্তনী থেকে ১০০% ভোল্টেজ গেইন পাওয়া সম্ভব।