পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Rajshahi Board • রাজশাহী বোর্ড ২০২৪
পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন
উদ্দীপকে একটি সাধারণ নিঃসারক n-p-n বর্তনী দেখানো হলো
- ক)(1)
গতীয় রোধ কাকে বলে?
- খ)(2)
সাধারণ নিঃসারক বিবর্ধক বর্তনীতে ইনপুট ও আউটপুট সংকেতের মধ্যে 180° দশা পার্থক্য হয় কেন? ব্যাখ্যা কর।
- গ)(3)
উদ্দীপকের বর্তনীতে α\ \alpha = 0.99 হলে ক্ষমতা লাভ কত হবে?
- ঘ)(4)
উদ্দীপকের বর্তনী থেকে বহিঃগামী সিগন্যালের ক্ষমতা ও অন্তঃগামী সিগন্যালের ক্ষমতা কিরূপ পরিবর্তন হবে? গাণিতিকভাবে বিশ্লেষণ কর।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
পরিবর্তনশীল ভোল্টেজ প্রয়োগের ফলে ভোল্টেজের ক্ষুদ্র পরিবর্তনের সাথে প্রবাহের যে ক্ষুদ্র পরিবর্তন ঘটে, তাদের অনুপাতকে গতীয় রোধ বলে। অর্থাৎ, গতীয় রোধ, r = ΔV / ΔI।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
সাধারণ নিঃসারক (CE) বিবর্ধকে আউটপুট ভোল্টেজ V_CE = V_CC - I_C·R_L সমীকরণ দ্বারা নির্ধারিত হয়। ইনপুটে এসি সংকেতের ধনাত্মক অর্ধ-চক্র প্রয়োগ করলে বেস-এমিটার সম্মুখ ঝোঁক বৃদ্ধি পায়, যার ফলে বেস প্রবাহ (I_B) এবং সংগ্রাহক প্রবাহ (I_C) বৃদ্ধি পায়। I_C বৃদ্ধির ফলে লোড রোধে বিভব পতন (I_C·R_L) বেড়ে যায়, যার কারণে সমীকরণ অনুযায়ী আউটপুট ভোল্টেজ V_CE হ্রাস পায়। বিপরীতভাবে, ঋণাত্মক অর্ধ-চক্রে I_C হ্রাস পাওয়ায় V_CE বৃদ্ধি পায়। এর ফলে ইনপুট সিগন্যাল যখন বৃদ্ধি পায় আউটপুট সিগন্যাল তখন হ্রাস পায়, অর্থাৎ এদের মধ্যে ১৮০° (বা π রেডিয়ান) দশা পার্থক্য তৈরি হয়।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপক থেকে পাই,
ইনপুট রোধ, R_in = 300 Ω
লোড রোধ, R_L = 1000 Ω
প্রবাহ লাভ, α = 0.99আমরা জানি, সাধারণ নিঃসারক বিন্যাসে প্রবাহ বিবর্ধন গুণক,
β = α / (1 - α)
= 0.99 / (1 - 0.99)
= 0.99 / 0.01 = 99ভোল্টেজ লাভ, A_v = β × (R_L / R_in)
= 99 × (1000 / 300)
= 99 × 3.3333 = 330অতএব, ক্ষমতা লাভ, A_p = প্রবাহ লাভ (β) × ভোল্টেজ লাভ (A_v)
= 99 × 330
= 32670সুতরাং, বর্তনীটির ক্ষমতা লাভ 32670।
- ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর
উদ্দীপকের বর্তনীটি একটি সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter) বিবর্ধক হিসেবে কাজ করে।
'গ' হতে পাই,
প্রবাহ বিবর্ধন গুণক, β = 99
ইনপুট রোধ, R_in = 300 Ω
আউটপুট রোধ (লোড রোধ), R_L = 1000 Ωঅন্তঃগামী (ইনপুট) সংকেতের ক্ষমতা, P_in = I_in^2 × R_in = I_B^2 × R_in
বহিঃগামী (আউটপুট) সংকেতের ক্ষমতা, P_out = I_out^2 × R_L = I_C^2 × R_Lআমরা জানি,
ক্ষমতা লাভ, A_p = P_out / P_in
বা, A_p = (I_C / I_B)^2 × (R_L / R_in)
বা, A_p = β^2 × (R_L / R_in)
মান বসিয়ে পাই,
A_p = (99)^2 × (1000 / 300)
= 9801 × (10 / 3)
= 32670সুতরাং,
P_out / P_in = 32670
বা, P_out = 32670 × P_inগাণিতিক বিশ্লেষণ থেকে দেখা যায় যে, বহিঃগামী সিগন্যালের ক্ষমতা অন্তঃগামী সিগন্যালের ক্ষমতার তুলনায় 32670 গুণ বৃদ্ধি পাবে। অর্থাৎ বর্তনীটিতে সিগন্যালটি উল্লেখযোগ্য পরিমাণে বিবর্ধিত (amplified) হবে।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও