পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধির উদ্দেশ্যে নিয়ন্ত্রিত মাত্রায় উপযুক্ত অপদ্রব্য বা ভেজাল মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং (Doping) বা অপদ্রবয়ায়ন বলে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   ডায়োডের বিপরীত ঝোঁকের ক্ষেত্রে p-প্রান্ত ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তের সাথে এবং n-প্রান্ত ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তের সাথে যুক্ত থাকে। ফলে নিঃশেষিত স্তর বা ডিপলেশন স্তরের বিস্তার বৃদ্ধি পায়। বিপরীত ঝোঁক ভোল্টেজ শূন্য থেকে বৃদ্ধি করতে থাকলে অতি ক্ষুদ্র মানের একটি বিপরীত সম্পৃক্ত প্রবাহ (রিভার্স স্যাচুরেশন কারেন্ট) পাওয়া যায়, যা মূলত সংখ্যালঘু বাহকের কারণে উৎপন্ন হয়। ফলে লেখচিত্রটি অনুভূমিক অক্ষের প্রায় কাছাকাছি সমান্তরাল থাকে। তবে বিপরীত ভোল্টেজ বৃদ্ধি পেয়ে একটি নির্দিষ্ট মানে (ভঞ্জন ভোল্টেজ বা ব্রেকডাউন ভোল্টেজ) পৌঁছালে সমযোজী বন্ধনগুলো ভেঙে প্রচুর আধান বাহক উৎপন্ন হয় এবং প্রবাহ হঠাৎ দ্রুত বৃদ্ধি পায়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপকের চিত্র-১ হতে পাই,
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_E = 1.45\text{ mA}$
   সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = 1.08\text{ mA}$

   আমরা জানি, প্রবাহ বিবর্ধন গুণক (\alpha) হলো সংগ্রাহক প্রবাহ ও নিঃসারক প্রবাহের অনুপাত।
   অতএব,
   $\alpha = \frac{I_C}{I_E}$
   $= \frac{1.08\text{ mA}}{1.45\text{ mA}}$
   $\approx 0.7448$

   অতএব, ১ নং চিত্রের ক্ষেত্রে প্রবাহ বিবর্ধন গুণক প্রায় $0.745$।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   বিবর্ধক হিসেবে ট্রানজিস্টরের কার্যকারিতা মূলত তার প্রবাহ লাভ বা কারেন্ট গেইন (\beta)-এর ওপর নির্ভরশীল, কারণ সংকেত বিবর্ধনে উচ্চ প্রবাহ বিবর্ধন গুণক সংকেতকে অধিকতর বিবর্ধিত করে।

   ১ নং চিত্রের ক্ষেত্রে:
   সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_{C1} = 1.08\text{ mA}$
   নিঃসারক প্রবাহ, $I_{E1} = 1.45\text{ mA}$
   সুতরাং, ভূমি প্রবাহ $I_{B1} = I_{E1} - I_{C1} = 1.45\text{ mA} - 1.08\text{ mA} = 0.37\text{ mA}$

   অতএব, ১ম বর্তনীর প্রবাহ লাভ বা কারেন্ট গেইন,
   $\beta_1 = \frac{I_{C1}}{I_{B1}} = \frac{1.08}{0.37} \approx 2.92$
   (অথবা $\beta_1 = \frac{\alpha}{1 - \alpha} = \frac{0.7448}{1 - 0.7448} \approx 2.92$)

   ২ নং চিত্রের ক্ষেত্রে:
   উদ্দীপক অনুযায়ী, ২ নং বর্তনীর প্রবাহ বিবর্ধন গুণক,
   $\beta_2 = 10$

   তুলনামূলক বিশ্লেষণ:
   দেখা যাচ্ছে যে, $\beta_2 > \beta_1$ (যেহেতু $10 > 2.92$)।
   যে বর্তনীর প্রবাহ লাভ (\beta) যত বেশি, সেই বর্তনীতে দুর্বল ইনপুট সংকেতকে আউটপুটে তত বেশি বিবর্ধিত করা সম্ভব হয়। ফলে ২ নং বর্তনীটি ১ নং বর্তনীর তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি প্রবাহ বিবর্ধন প্রদান করবে।

   সুতরাং, বিবর্ধক হিসেবে ১ নং বর্তনীর চেয়ে ২ নং বর্তনী অধিক কার্যকর।