বরিশাল বোর্ড ২০২৩ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

কঠিন পদার্থে পরমাণুগুলোর পারস্পরিক ক্রিয়ার ফলে ইলেকট্রনের প্রতিটি শক্তিস্তর বহু সংখ্যক অতি নিকটবর্তী শক্তিস্তরে বিভক্ত হয়ে যে প্রায় নিরবচ্ছিন্ন শক্তির পরিসর সৃষ্টি করে, তাকে শক্তি ব্যান্ড বলে।

বিশুদ্ধ বা অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীতে সাধারণ তাপমাত্রায় খুব অল্প সংখ্যক ইলেকট্রন-হোল জোড় থাকে, তাই এর পরিবাহিতা খুব কম।

ডোপিংয়ে পঞ্চযোজী অপদ্রব্য (যেমন As, P) মেশালে প্রতিটি অপদ্রব্য পরমাণু একটি করে মুক্ত ইলেকট্রন দান করে এবং n-টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়।

আবার ত্রিযোজী অপদ্রব্য (যেমন B, Al) মেশালে প্রতিটি অপদ্রব্য পরমাণু একটি করে হোল সৃষ্টি করে এবং p-টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়।

খুব সামান্য ডোপিংয়েও (যেমন 10⁸ টি পরমাণুতে একটি) আধান বাহকের সংখ্যা বহুগুণ বেড়ে যায়।

পরিবাহিতা আধান বাহকের ঘনত্বের সমানুপাতিক বলে ডোপিংয়ের ফলে অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা অনেক বৃদ্ধি পায়। তাই ডোপিং তড়িৎ পরিবাহিতার জন্য সহায়ক।

আমরা জানি,

β₁=I_C1I_B1

বা, β₁=0.0720.008

∴ β₁=9

অতএব, প্রথম ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বিবর্ধন গুণক 9।

যে ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বিবর্ধন গুণক (β বা α) বেশি, সেটি প্রবাহ বিবর্ধক হিসেবে বেশি উপযোগী। দ্বিতীয় ট্রানজিস্টরের β₂ নির্ণয় করি।

আমরা জানি,

I_E2=I_B2+I_C2

বা, I_C2=I_E2−I_B2=0.065−0.005=0.060 A

∴ β₂=I_C2I_B2=0.0600.005=12

আবার, প্রথমটির ক্ষেত্রে,

α₁=I_C1I_B1+I_C1=0.0720.080=0.9

দ্বিতীয়টির ক্ষেত্রে,

α₂=I_C2I_E2=0.0600.065=0.923

দেখা যায়, β₂=12>β₁=9 এবং α₂=0.923>α₁=0.9; অর্থাৎ ভূমি প্রবাহের একই পরিবর্তনে দ্বিতীয় ট্রানজিস্টরে সংগ্রাহক প্রবাহের পরিবর্তন প্রথমটির চেয়ে বেশি হয়।

অতএব, প্রবাহ বিবর্ধক হিসেবে দ্বিতীয় ট্রানজিস্টরটি বেশি উপযোগী।