রাজশাহী বোর্ড ২০১৯ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

p-n জংশন ডায়োডে বিমুখী ঝোঁক বাড়াতে থাকলে যে নির্দিষ্ট বিমুখী বিভবে বিমুখী প্রবাহ হঠাৎ অত্যধিক বৃদ্ধি পায়, সেই বিভবকে ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (Break down voltage) বলে।

বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে (যেমন জার্মেনিয়াম) পঞ্চযোজী অপদ্রব্য (যেমন আর্সেনিক) মেশালে n-টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়।

অপদ্রব্যের প্রতিটি পরমাণু চারটি ইলেকট্রন দিয়ে পার্শ্ববর্তী পরমাণুর সাথে সমযোজী বন্ধন গঠন করে এবং পঞ্চম ইলেকট্রনটি মুক্ত ইলেকট্রন হিসেবে থাকে।

এখানে মুক্ত ইলেকট্রন সংখ্যাগুরু আধান বাহক হলেও প্রতিটি মুক্ত ইলেকট্রন দান করার পর অপদ্রব্য পরমাণুটি একটি স্থির ধনাত্মক আয়নে পরিণত হয়।

অর্থাৎ যতগুলো মুক্ত ইলেকট্রন থাকে, ঠিক ততগুলো ধনাত্মক আয়নও থাকে। তাছাড়া মূল ও অপদ্রব্য উভয় পরমাণুই আধান নিরপেক্ষ, তাই এদের মিশ্রণও আধান নিরপেক্ষ।

অতএব, n-টাইপ অর্ধপরিবাহী ঋণাত্মক চার্জে চার্জিত নয়, এটি তড়িৎ নিরপেক্ষ।

চিত্রে I_E এর মান সরাসরি দেওয়া নেই; গাইড বইয়ের প্রচলিত সমাধান অনুসারে ইনপুট বিভব ও ইনপুট রোধ থেকে I_E=V_inR_in ধরা হয়েছে।

আমরা জানি,

I_E=V_inR_in=125=0.04 A=40 mA

আবার, I_E=I_B+I_C

বা, I_B=I_E−I_C

বা, I_B=40−35

∴ I_B=5 mA

অতএব, পীঠ প্রবাহ I_B-এর মান 5 mA।

উদ্দীপকের বর্তনীতে আউটপুট সিগন্যাল লোড রোধ R_L এর দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য। আউটপুট বিভব নির্ণয় করে ইনপুট বিভবের সাথে তুলনা করি।

আমরা জানি,

V_out=I_CR_L

বা, V_out=35×10⁻³×2

∴ V_out=0.07 V

ভোল্টেজ লাভ,

A_V=V_outV_in=0.071=0.07

দেখা যায়, V_out=0.07 V<V_in=1 V, অর্থাৎ ভোল্টেজ লাভ 0.07, যা 1 এর চেয়ে কম। কারণ এই বর্তনীতে লোড রোধ (2 Ω) ইনপুট রোধের (25 Ω) চেয়ে অনেক কম এবং I_C<I_E; ফলে আউটপুট বিভব ইনপুট বিভবের চেয়ে কম হয়।

অতএব, চিত্র অনুসারে Output Signal-এর মান Input Signal-এর মান অপেক্ষা বেশি হবে না, বরং কম (0.07 V) হবে।