যশোর বোর্ড ২০২২ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

কোনো নিউক্লিয়াসের গঠনকারী প্রোটন ও নিউট্রনগুলোর মুক্ত অবস্থার ভরের সমষ্টি থেকে নিউক্লিয়াসটির প্রকৃত ভর যতটুকু কম হয়, তাকে ভরত্রুটি বলে। Δm=[Zm_p+(A−Z)m_n]−M।

p-n জংশন গঠনের সময় n অঞ্চলের মুক্ত ইলেকট্রন জংশন পেরিয়ে p অঞ্চলে এবং p অঞ্চলের হোল n অঞ্চলে ব্যাপিত হয়ে পরস্পরের সাথে পুনর্মিলিত হয়।

ফলে জংশনের n পাশে ধনাত্মক দাতা আয়ন এবং p পাশে ঋণাত্মক গ্রাহক আয়ন অচল অবস্থায় থেকে যায়; এই মুক্ত বাহকশূন্য অঞ্চলই নিঃশেষিত স্তর বা ডিপ্লেশন লেয়ার।

n অঞ্চল যতগুলো ইলেকট্রন হারায়, p অঞ্চল ঠিক ততগুলো ইলেকট্রন গ্রহণ করে; তাই n পাশের ধনাত্মক আয়নের মোট আধান p পাশের ঋণাত্মক আয়নের মোট আধানের সমান ও বিপরীত।

ফলে নিঃশেষিত স্তরে মোট আধান +Q+(−Q)=0 হয়।

তাই ডিপ্লেশন লেয়ারের দুই পাশে আধান থাকলেও সমগ্র স্তরটি সামগ্রিকভাবে চার্জ নিরপেক্ষ।

চিত্র থেকে, ইনপুট বিভব V_in=0.02 V, ইনপুট রোধ R_in=5 Ω এবং সংগ্রাহক প্রবাহ I_C=40 mA। প্রথমে পীঠ প্রবাহ নির্ণয় করি।

আমরা জানি,

I_B=V_inR_in=0.025=4×10⁻³ A

আবার, β=I_CI_B

বা, β=40×10⁻³4×10⁻³

∴ β=10

অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধন গুণক 10।

ভোল্টেজ গেইন A_V=V₀V_in এর মান 1 এর চেয়ে বেশি হলে বর্তনী থেকে বিবর্ধিত সংকেত পাওয়া যাবে।

আমরা জানি,

V₀=I_CR_L=40×10⁻³×2=0.08 V

A_V=V₀V_in

বা, A_V=0.080.02

∴ A_V=4

বিকল্পভাবে,

A_V=βR_LR_in=10×25=4

দেখা যায়, ভোল্টেজ গেইন A_V=4>1; অর্থাৎ আউটপুট সংকেতের বিস্তার (0.08 V) ইনপুট সংকেতের বিস্তারের (0.02 V) চার গুণ। সাধারণ নিঃসারক বিন্যাস হওয়ায় আউটপুট সংকেত ইনপুটের সাথে 180^∘ দশা পার্থক্যে থাকে, যা উদ্দীপকের তরঙ্গ চিত্রেও দেখা যায়।

অতএব, উদ্দীপকের বর্তনী থেকে বিবর্ধিত সংকেত পাওয়া সম্ভব; সংকেতটি 4 গুণ বিবর্ধিত হবে।