সিলেট বোর্ড ২০১৭ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

প্রায় 1380 কোটি বছর আগে অসীম ঘনত্ব ও তাপমাত্রার একটি অতি ক্ষুদ্র বিন্দু (সিঙ্গুলারিটি) থেকে এক মহাবিস্ফোরণের মাধ্যমে মহাবিশ্বের সৃষ্টি ও প্রসারণ শুরু হয়েছে বলে যে তত্ত্ব প্রচলিত আছে, তাকে বিগ ব্যাং বা মহাবিস্ফোরণ তত্ত্ব বলে।

কোনো বস্তুকে দেখতে হলে তা থেকে আলো নিঃসৃত বা প্রতিফলিত হয়ে আমাদের চোখে আসতে হয়।

ব্ল্যাকহোলের ভর অত্যধিক এবং আয়তন অতি ক্ষুদ্র হওয়ায় এর মহাকর্ষ বল অত্যন্ত প্রবল।

ব্ল্যাকহোলের পৃষ্ঠ থেকে মুক্তিবেগ v_e=2GMR আলোর বেগ c এর চেয়েও বেশি।

ফলে এর ঘটনা দিগন্তের ভেতর থেকে আলোসহ কোনো তড়িৎচৌম্বক তরঙ্গই বের হয়ে আসতে পারে না; বরং বাইরের আলোও এতে শোষিত হয়ে যায়।

তাই ব্ল্যাকহোল থেকে কোনো আলো আমাদের চোখে পৌঁছায় না বলে একে দেখা যায় না; কেবল আশপাশের বস্তুর উপর এর মহাকর্ষীয় প্রভাব থেকে এর অস্তিত্ব বোঝা যায়।

আমরা জানি,

I_E=I_B+I_C

বা, I_E=0.03+1.5=1.53 mA

আবার, α=I_CI_E

বা, α=1.51.53

∴ α=0.98

অতএব, উদ্দীপকের বর্তনীর কারেন্ট গেইন α=0.98।

যে বর্তনী নিয়ন্ত্রণ সংকেতের সাহায্যে কোনো বর্তনীতে প্রবাহ সম্পূর্ণ চালু (ON) বা সম্পূর্ণ বন্ধ (OFF) করতে পারে, তাকে ইলেকট্রনিক সুইচ বলে। উদ্দীপকের সাধারণ এমিটার বর্তনীর প্রবাহ লাভ নির্ণয় করি।

আমরা জানি,

β=I_CI_B

বা, β=1.50.03

∴ β=50

অর্থাৎ বেস প্রবাহের সামান্য পরিবর্তনে সংগ্রাহক প্রবাহ 50 গুণ পরিবর্তিত হয়; বেস প্রবাহ দ্বারা সংগ্রাহক প্রবাহ সম্পূর্ণ নিয়ন্ত্রিত।

ছেদন অবস্থা (OFF): ইনপুট সংকেত যখন বেস-এমিটার সন্ধিকে বিমুখী ঝোঁকে রাখে বা বেস-এমিটার বিভব কাট-ইন বিভবের (সিলিকনে প্রায় 0.7 V) কম থাকে, তখন I_B=0, ফলে I_C=βI_B≈0। ভার রোধ R_L এ কোনো প্রবাহ থাকে না এবং সংগ্রাহক-এমিটারের বিভব V_CE≈V_CC হয়; ট্রানজিস্টরটি খোলা সুইচের মতো আচরণ করে।

সম্পৃক্ত অবস্থা (ON): ইনপুট সংকেত বেস-এমিটার সন্ধিকে যথেষ্ট সম্মুখী ঝোঁকে রাখলে বেস প্রবাহ বৃদ্ধি পায় এবং I_C বাড়তে বাড়তে সর্বোচ্চ মান I_C≈V_CCR_L এ পৌঁছায়। তখন V_CE≈0 হয় এবং ট্রানজিস্টরটি বন্ধ (সংযুক্ত) সুইচের মতো আচরণ করে।

উদ্দীপকের বর্তনীতে বেস বর্তনীতে প্রযুক্ত পর্যাবৃত্ত সংকেতের বিস্তার (75 V) কাট-ইন বিভবের তুলনায় অনেক বড়। তাই সংকেতের এক অর্ধচক্রে বেস-এমিটার সন্ধি বিমুখী ঝোঁকে থেকে ট্রানজিস্টর ছেদন অবস্থায় (OFF) এবং অপর অর্ধচক্রে প্রবল সম্মুখী ঝোঁকে সম্পৃক্ত অবস্থায় (ON) যাবে।

অতএব, ইনপুট সংকেত দ্বারা ট্রানজিস্টরটিকে ছেদন ও সম্পৃক্ত অবস্থার মধ্যে পরিবর্তন করা যায় বলে উদ্দীপকের বর্তনীটিকে ইলেকট্রনিক সুইচ হিসেবে ব্যবহার করা যায়।