চট্টগ্রাম বোর্ড ২০১৯ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধির উদ্দেশ্যে এতে নিয়ন্ত্রিত পরিমাণে ত্রিযোজী বা পঞ্চযোজী অপদ্রব্য মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং বলে।

গ্যালভানোমিটার হলো এমন একটি সুবেদী যন্ত্র যা দিয়ে বর্তনীতে অতি ক্ষুদ্র তড়িৎপ্রবাহের অস্তিত্ব ও দিক নির্ণয় করা যায়; এর কুণ্ডলী অল্প প্রবাহেই পূর্ণস্কেল বিক্ষেপ দেয়।

গ্যালভানোমিটারের কুণ্ডলীর সাথে সমান্তরালে একটি অতি নিম্নমানের রোধ (শান্ট) যুক্ত করলে মূল প্রবাহের বেশির ভাগ অংশ শান্টের মধ্য দিয়ে যায় এবং অল্প একটি নির্দিষ্ট ভগ্নাংশ কুণ্ডলীর মধ্য দিয়ে যায়।

শান্ট রোধ S ও কুণ্ডলীর রোধ G হলে, I_g=SG+SI; ফলে কুণ্ডলীর বিক্ষেপ মূল প্রবাহ I এর সমানুপাতিক থাকে এবং স্কেলকে সরাসরি অ্যাম্পিয়ারে দাগাঙ্কিত করা যায়।

এভাবে শান্ট যুক্ত গ্যালভানোমিটারই অ্যামিটার হিসেবে বড় প্রবাহ পরিমাপ করে। তাই অ্যামিটার মূলত এক প্রকার গ্যালভানোমিটার।

আমরা জানি,

I_E=I_B+I_C

বা, I_E=0.105+2.05

∴ I_E=2.155 mA

আবার,

α=I_CI_E

বা, α=2.052.155

∴ α=0.951

অতএব, এমিটার প্রবাহ I_E=2.155 mA এবং α=0.951।

বেস কারেন্ট 2.7 μA বৃদ্ধিতে কালেক্টর কারেন্ট 0.65 mA বৃদ্ধি পেয়েছে ধরা হয়েছে।

পরিবর্তনের পূর্বে ও পরে প্রবাহ লাভ β নির্ণয় করে তুলনা করি।

পরিবর্তনের পূর্বে,

β=I_CI_B=2.050.105=19.52

পরিবর্তনের পরে,

I_B′=I_B+ΔI_B=0.105+0.0027=0.1077 mA

I_C′=I_C+ΔI_C=2.05+0.65=2.70 mA

∴ β′=I_C′I_B′=2.700.1077=25.07

আবার, পরিবর্তনশীল (ac) প্রবাহ লাভ,

β_ac=ΔI_CΔI_B=0.650.0027=240.74

দেখা যায়, পরিবর্তনের পূর্বে প্রবাহ লাভ 19.52, আর পরিবর্তনের পরে প্রবাহ লাভ 25.07। বেস প্রবাহ সামান্য (2.7 μA) বাড়লেও কালেক্টর প্রবাহ অনেক বেশি (0.65 mA) বেড়েছে; পরিবর্তনগুলোর অনুপাত ΔI_CΔI_B=240.74, যা পূর্বের β এর চেয়ে অনেক বেশি।

অতএব, বেস ও কালেক্টর কারেন্টের পরিবর্তনের ফলে β এর মান পূর্বের তুলনায় বৃদ্ধি পাবে (19.52 থেকে 25.07)।