ঢাকা বোর্ড ২০২৫ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

যে অর্ধপরিবাহীতে কোনো অপদ্রব্য মেশানো হয় না, অর্থাৎ যা সম্পূর্ণ বিশুদ্ধ অবস্থায় থাকে এবং যার মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সংখ্যা সমান, তাকে বিশুদ্ধ বা অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী বলে। যেমন: বিশুদ্ধ সিলিকন ও জার্মেনিয়াম।

p-n জংশনের সংযোগস্থলে একটি নিঃশেষিত স্তর থাকে, যেখানে কোনো মুক্ত আধান বাহক থাকে না এবং একটি বিভব প্রাচীর তৈরি হয়।

সম্মুখ ঝোঁকে ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত p-অঞ্চলের সাথে এবং ঋণাত্মক প্রান্ত n-অঞ্চলের সাথে যুক্ত থাকে। ফলে প্রযুক্ত বিভব বিভব প্রাচীরের বিপরীতে কাজ করে এবং নিঃশেষিত স্তরের প্রস্থ ও বিভব প্রাচীরের উচ্চতা কমে যায়।

তখন p-অঞ্চলের হোল এবং n-অঞ্চলের ইলেকট্রন সহজেই জংশন অতিক্রম করতে পারে। ফলে সংখ্যাগুরু আধান বাহকের মাধ্যমে বর্তনীতে বড় মানের প্রবাহ চলে এবং ডায়োডের রোধ খুব কম হয়।

এজন্য সম্মুখ ঝোঁকে একটি p-n জংশন ডায়োড পরিবাহীর ন্যায় আচরণ করে।

কমন এমিটার ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বিবর্ধক গুণক β=ΔI_CΔI_B।

আমরা জানি,

β=ΔI_CΔI_B

বা, β=3×10⁻³20×10⁻⁶

∴ β=150

অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণক 150।

লক্ষ্য হলো দুর্বল সংকেতকে 125 গুণ বিবর্ধিত করা। কমন এমিটার বিন্যাসে পীঠ প্রবাহের পরিবর্তন যত গুণ বিবর্ধিত হয়ে সংগ্রাহক প্রবাহে পাওয়া যায়, সেটিই ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধন ক্ষমতা।

আমরা জানি,

β=ΔI_CΔI_B=3×10⁻³20×10⁻⁶=150

অর্থাৎ,

ΔI_C=150 ΔI_B

আবার, 125 গুণ বিবর্ধনের জন্য প্রয়োজনীয় সংগ্রাহক প্রবাহের পরিবর্তন,

ΔI_C′=125×ΔI_B=125×20×10⁻⁶=2.5×10⁻³ A

∴ ΔI_C=3 mA>ΔI_C′=2.5 mA

দেখা যায়, ট্রানজিস্টরটি পীঠ প্রবাহকে 150 গুণ বিবর্ধিত করতে পারে, যা কাঙ্ক্ষিত 125 গুণের চেয়ে বেশি। অর্থাৎ 20 μA পীঠ প্রবাহ পরিবর্তনে প্রয়োজন মাত্র 2.5 mA সংগ্রাহক প্রবাহ পরিবর্তন, অথচ ট্রানজিস্টরটি 3 mA পরিবর্তন সৃষ্টি করে।

অতএব, উদ্দীপকের ট্রানজিস্টরটি দ্বারা দুর্বল সংকেতকে 125 গুণ বিবর্ধিত করার লক্ষ্য অর্জন করা সম্ভব।