পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র • Dinajpur Board • দিনাজপুর বোর্ড ২০১৭

পদার্থ বিজ্ঞান ২য় পত্র প্রশ্ন

নিচে একটি ডায়োডের V−I\mathrm{V-I} লেখচিত্র দেখানো হলো :

  1. ক)

    ট্রানজিস্টর কী?

    (1)
  2. খ)

    N শ্রেণির অর্ধপরিবাহীতে সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক ইলেকট্রন কেন থাকে?

    (2)
  3. গ)

    উদ্দীপকের চিত্র থেকে ডায়োডের গতিয় রোধ নির্ণয় কর।

    (3)
  4. ঘ)

    অনেকক্ষণ ধরে বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্য BC অংশের প্রবাহের চেয়ে MN অংশের প্রবাহ বেশি নিরাপদ –ব্যাখ্যা কর।

    (4)

উত্তর ও ব্যাখ্যা

  1. ক)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    দুটি একই ধরনের অর্ধপরিবাহীর (যেমন p-টাইপ বা n-টাইপ) মাঝে একটি ভিন্ন ধরনের অর্ধপরিবাহীর পাতলা স্তর স্যান্ডউইচ করে তৈরি তিন প্রান্তবিশিষ্ট যে অর্ধপরিবাহী যন্ত্র বিবর্ধক বা সুইচ হিসেবে কাজ করে, তাকে ট্রানজিস্টর বলে।

  2. খ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    বিশুদ্ধ চতুর্যোজী অর্ধপরিবাহীতে (যেমন সিলিকন বা জার্মেনিয়াম) সামান্য পরিমাণ পঞ্চযোজী অপদ্রব্য (যেমন আর্সেনিক, ফসফরাস) ডোপিং করলে n-টাইপ অর্ধপরিবাহী গঠিত হয়। পঞ্চযোজী পরমাণুর চারটি যোজনী ইলেকট্রন সিলিকনের চারটি পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন গঠন করে এবং পঞ্চম ইলেকট্রনটি কেলাসে মুক্তভাবে বিচরণ করে। এভাবে প্রতিটি ডোপান্ট পরমাণু একটি করে অতিরিক্ত মুক্ত ইলেকট্রন সরবরাহ করে। ফলে তাপীয় কারণে সৃষ্ট অল্প সংখ্যক হোলের তুলনায় ইলেকট্রনের ঘনত্ব বহুগুণ বেড়ে যায়। এজন্য n-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রন সংখ্যাগরিষ্ঠ আধান বাহক (majority carrier) হিসেবে থাকে।

  3. গ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকের সম্মুখী ঝোঁক (Forward bias) অংশে M ও N বিন্দুর জন্য:
    সম্মুখী ভোল্টেজের পরিবর্তন,
    ΔV=0.3 V−0.2 V=0.1 V\Delta V = 0.3\text{ V} - 0.2\text{ V} = 0.1\text{ V}

    সম্মুখী তড়িৎ প্রবাহের পরিবর্তন,
    ΔI=90 mA−40 mA=50 mA=50×10−3 A=0.05 A\Delta I = 90\text{ mA} - 40\text{ mA} = 50\text{ mA} = 50 \times 10^{-3}\text{ A} = 0.05\text{ A}

    আমরা জানি, গতিয় রোধ (dynamic resistance),
    rd=ΔVΔIr_d = \frac{\Delta V}{\Delta I}
    rd=0.1 V50×10−3 A=2 Ωr_d = \frac{0.1\text{ V}}{50 \times 10^{-3}\text{ A}} = 2\ \Omega

    অতএব, ডায়োডটির গতিয় রোধ 2 Ω2\ \Omega।

  4. ঘ)

    AI-তৈরি নমুনা উত্তর

    উদ্দীপকের লেখচিত্রে MN অংশটি ডায়োডের সম্মুখী ঝোঁক (Forward Bias) এবং BC অংশটি বিমুখী ঝোঁক (Reverse Bias) নির্দেশ করছে।

    MN অংশে ডায়োডটি সাধারণ পরিচলন অঞ্চলে (conduction region) কাজ করছে, যেখানে সম্মুখী বিভব বৃদ্ধি পেলে প্রবাহমাত্রা মসৃণভাবে বৃদ্ধি পায়। সাধারণ রেটেড সীমার মধ্যে উপযুক্ত বহিঃস্থ রোধ ব্যবহার করে এই অংশে দীর্ঘক্ষণ বিদ্যুৎ প্রবাহিত হলে উৎপন্ন তাপ সহজে ছড়িয়ে পড়ে এবং ডায়োডটির কোনো স্থায়ী ক্ষতি হয় না।

    অন্যদিকে, BC অংশে বিমুখী বিভব একটি নির্দিষ্ট মান অতিক্রম করার পর ব্রেকডাউন ভোল্টেজ বা সূচনা বিভব অঞ্চলে প্রবেশ করে। এই ব্রেকডাউন অঞ্চলে (BC অংশে) সামান্য বিভব পরিবর্তনেই বিমুখী প্রবাহ মারাত্মকভাবে বৃদ্ধি পায়। সাধারণ p-n জাংশন ডায়োডে অতিরিক্ত বিমুখী প্রবাহের ফলে অভ্যন্তরীণ রোধের কারণে বিপুল পরিমাণ তাপ (H=I2RtH = I^2Rt) সৃষ্টি হয়। পর্যাপ্ত তাপ অপচয়ের ব্যবস্থা না থাকলে এই অতিরিক্ত তাপ জাংশনটিকে গলিয়ে বা নষ্ট (burn out) করে ফেলে।

    অতএব, অনেকক্ষণ ধরে বিদ্যুৎ প্রবাহের জন্য BC অংশের প্রবাহের চেয়ে MN অংশের সম্মুখী প্রবাহ অধিকতর নিরাপদ।

আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও

অ্যাপ ডাউনলোড করোওয়েবে খুলো

সম্পর্কিত প্রশ্ন