পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: উদ্দীপকের '0.859 0.05 mA' অংশটিতে বাংলা 'ও' বর্ণের স্থানে OCR জনিত ত্রুটির কারণে '9' মুদ্রিত হয়েছে; সঠিক মান নিঃসারক প্রবাহ $I_E = 0.85\text{ mA}$ এবং বেস প্রবাহ $I_B = 0.05\text{ mA}$।

   বিশুদ্ধ বা সহজাত অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা উল্লেখযোগ্য হারে বৃদ্ধি করার উদ্দেশ্যে নিয়ন্ত্রিত উপায়ে অত্যন্ত স্বল্প মাত্রায় নির্দিষ্ট অপদ্রব্য পরমাণু মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং (Doping) বলে।

2. খ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: উদ্দীপকের '0.859 0.05 mA' অংশটিতে বাংলা 'ও' বর্ণের স্থানে OCR জনিত ত্রুটির কারণে '9' মুদ্রিত হয়েছে; সঠিক মান নিঃসারক প্রবাহ $I_E = 0.85\text{ mA}$ এবং বেস প্রবাহ $I_B = 0.05\text{ mA}$।

   ট্রানজিস্টরে নিঃসারক (Emitter) থেকে নিঃসৃত অধিকাংশ আধান বাহক যেন নিঃসারক-বেস সংযোগ অতিক্রম করে সরাসরি সংগ্রাহকে (Collector) পৌঁছাতে পারে, সেজন্য বেস (Base) অঞ্চলকে অত্যন্ত পাতলা এবং খুব হালকাভাবে ডোপায়িত করা হয়।

   বেস অংশ যদি পুরু হতো, তবে নিঃসারক থেকে আসা অধিকাংশ আধান বাহক বেস অঞ্চলের বিপরীত আধানের সাথে পুনর্মিলিত (recombination) হয়ে যেত। এর ফলে বেস প্রবাহ ($I_B$) মাত্রাতিরিক্ত বৃদ্ধি পেত এবং সংগ্রাহক প্রবাহ ($I_C$) বহুলাংশে হ্রাস পেত, যা ট্রানজিস্টরের কার্যকারিতা ও প্রবাহ বিবর্ধন ক্ষমতা নষ্ট করত।

3. গ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: উদ্দীপকের '0.859 0.05 mA' অংশটিতে বাংলা 'ও' বর্ণের স্থানে OCR জনিত ত্রুটির কারণে '9' মুদ্রিত হয়েছে; সঠিক মান নিঃসারক প্রবাহ $I_E = 0.85\text{ mA}$ এবং বেস প্রবাহ $I_B = 0.05\text{ mA}$।

   উদ্দীপক অনুসারে (মুদ্রণ সংশোধনে '0.859'-এর স্থলে '0.85 ও'):
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = 0.85\text{ mA}$
   বেস প্রবাহ, $I_B = 0.05\text{ mA}$

   আমরা জানি,
   $I_E = I_B + I_C$
   বা, সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = I_E - I_B$
   $\therefore I_C = 0.85\text{ mA} - 0.05\text{ mA} = 0.80\text{ mA}$

   কমন বেস সংযোগে ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধন গুণক বা ফ্যাক্টর ($\\alpha$):
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$
   $\Rightarrow \alpha = \frac{0.80\text{ mA}}{0.85\text{ mA}} = \frac{16}{17} \approx 0.941$

   অতএব, ট্রানজিস্টরটির বিবর্ধন ফ্যাক্টর প্রায় $0.941$।

4. ঘ)

   AI-লিখিত অনুমানভিত্তিক উত্তর—ধারণা ও সীমাবদ্ধতা নিচে উল্লেখ করা হয়েছে। এটি উৎসের যাচাইকৃত মূল উত্তর হিসেবে দাবি করা হচ্ছে না।

   স্পষ্ট অনুমান: উদ্দীপকের '0.859 0.05 mA' অংশটিতে বাংলা 'ও' বর্ণের স্থানে OCR জনিত ত্রুটির কারণে '9' মুদ্রিত হয়েছে; সঠিক মান নিঃসারক প্রবাহ $I_E = 0.85\text{ mA}$ এবং বেস প্রবাহ $I_B = 0.05\text{ mA}$।

   উদ্দীপক হতে প্রাথমিক অবস্থায়:
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = 0.85\text{ mA}$
   বেস প্রবাহ, $I_B = 0.05\text{ mA}$
   সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = 0.85 - 0.05 = 0.80\text{ mA}$
   কমন বেস সংযোগের ক্ষেত্রে প্রবাহ লাভ/বিবর্ধন গুণক:
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E} = \frac{0.80}{0.85} \approx 0.941$

   (অথবা কমন এমিটারের সাপেক্ষে প্রবাহ লাভ $\beta = \frac{I_C}{I_B} = \frac{0.80}{0.05} = 16$)

   শর্তানুসারে, নিঃসারক ও বেস প্রবাহদ্বয় দ্বিগুণ করা হলে:
   নতুন নিঃসারক প্রবাহ, $I_E' = 2 \times I_E = 2 \times 0.85\text{ mA} = 1.70\text{ mA}$
   নতুন বেস প্রবাহ, $I_B' = 2 \times I_B = 2 \times 0.05\text{ mA} = 0.10\text{ mA}$

   অতএব, পরিবর্তিত সংগ্রাহক প্রবাহ:
   $I_C' = I_E' - I_B' = 1.70\text{ mA} - 0.10\text{ mA} = 1.60\text{ mA}$

   এখন, পরিবর্তিত কমন বেস প্রবাহ লাভ ($\\alpha'$):
   $\alpha' = \frac{I_C'}{I_E'} = \frac{1.60\text{ mA}}{1.70\text{ mA}} = \frac{16}{17} \approx 0.941$

   অনুরূপভাবে, কমন এমিটার প্রবাহ লাভ বিবেচনা করলে:
   $\beta' = \frac{I_C'}{I_B'} = \frac{1.60\text{ mA}}{0.10\text{ mA}} = 16$

   গাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, $\alpha' = \alpha$ (এবং $\beta' = \beta$)।
   সুতরাং, নিঃসারক ও বেস প্রবাহ উভয়কেই দ্বিগুণ করা হলে ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ লাভের কোনো পরিবর্তন ঘটবে না; প্রবাহ লাভ অপরিবর্তিত থাকবে।