পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

উত্তর ও ব্যাখ্যা

1. ক)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   IC (ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা সমন্বিত বর্তনী) হলো একটি ক্ষুদ্র অর্ধপরিবাহী চিপ (সাধারণত সিলিকন), যার মধ্যে ট্রানজিস্টর, ডায়োড, রোধক ও ধারক ইত্যাদি অসংখ্য ইলেকট্রনিক উপাদান সমন্বিত অবস্থায় থাকে।

2. খ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   যেসব লজিক গেইট দিয়ে মৌলিক গেইটগুলো (AND, OR, NOT) সহ যেকোনো লজিক বর্তনী বাস্তবায়ন করা যায়, তাদেরকে সার্বজনীন গেইট বলা হয়।

   NAND গেইটের সাহায্যে শুধুমাত্র NAND গেইট ব্যবহার করে মৌলিক গেইট তিনটি (NOT, AND ও OR) তৈরি করা সম্ভব। এছাড়া যেকোনো জটিল ডিজিটাল বর্তনীও কেবল NAND গেইট দ্বারা তৈরি করা যায়। তাই NAND গেইটকে সার্বজনীন গেইট বলা হয়।

3. গ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   উদ্দীপক থেকে পাই,
   পিঠ প্রবাহ, $I_B = 0.03\text{ mA}$
   সংগ্রাহক প্রবাহ, $I_C = 1.5\text{ mA}$

   আমরা জানি, সাধারণ নিঃসারক (CE) ট্রানজিস্টর বর্তনীর ক্ষেত্রে প্রবাহ লাভ (Current Gain),
   $\beta = \frac{I_C}{I_B}$

   মান বসিয়ে পাই,
   $\beta = \frac{1.5\text{ mA}}{0.03\text{ mA}} = 50$

   অতএব, উদ্দীপকের বর্তনীর প্রবাহ লাভ ৫০।

4. ঘ)

   AI-তৈরি নমুনা উত্তর

   হ্যাঁ, উদ্দীপকের বর্তনীটিকে ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে ব্যবহার করা যায়। নিচে এর বিশ্লেষণ দেওয়া হলো:

   একটি ট্রানজিস্টরকে সুইচ হিসেবে ব্যবহার করার জন্য এটিকে মূলত দুটি চরম অবস্থায়—কাট-অফ অঞ্চল (Cut-off region) এবং সম্পৃক্ত অঞ্চলে (Saturation region) পরিচালনা করা হয়।

   ১. খোলা সুইচ বা অফ (OFF) অবস্থা: যখন ইনপুটে কোনো ভোল্টেজ বা বায়াস থাকে না বা পিঠ প্রবাহ শূন্য হয় ($I_B = 0$), তখন ট্রানজিস্টরটি কাট-অফ অঞ্চলে থাকে। ফলে সংগ্রাহক প্রবাহ $I_C = 0$ হয় এবং লোড রোধকের ($R_L$) মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হয় না। এটি বর্তনীর একটি অফ বা খোলা সুইচের মতো আচরণ করে।

   ২. বন্ধ সুইচ বা অন (ON) অবস্থা: যখন ইনপুটে পর্যাপ্ত ফরওয়ার্ড বায়াস প্রদান করে পর্যাপ্ত পিঠ প্রবাহ ($I_B$) প্রয়োগ করা হয়, তখন ট্রানজিস্টরটি দ্রুত সম্পৃক্ত অবস্থায় (Saturation region) পৌঁছে যায়। এই অবস্থায় সংগ্রাহক ও নিঃসারকের মধ্যবর্তী বিভব পতন প্রায় শূন্য হয়ে যায় এবং লোড রোধকের মধ্য দিয়ে সর্বোচ্চ সংগ্রাহক প্রবাহ ($I_C$) প্রবাহিত হয়। এটি বর্তনীর অন বা বন্ধ সুইচের মতো কাজ করে।

   যেহেতু উপযুক্ত ইনপুট সিগন্যাল প্রয়োগ করে উদ্দীপকের সাধারণ নিঃসারক ট্রানজিস্টরটিকে কাট-অফ ও সম্পৃক্ত অবস্থায় রূপান্তর করে লোডের মধ্য দিয়ে প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা যায়, তাই এটিকে ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে অনায়াসে ব্যবহার করা যায়।