বরিশাল বোর্ড ২০২৫ — সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স সৃজনশীল প্রশ্ন ও সমাধান

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

পরম শূন্য তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর যোজন ব্যান্ড ইলেকট্রনে পূর্ণ এবং পরিবহন ব্যান্ড সম্পূর্ণ খালি থাকে, তাই এটি অন্তরকের মতো আচরণ করে।

এদের নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান খুব কম (Si এর জন্য প্রায় 1.1 eV, Ge এর জন্য প্রায় 0.7 eV)।

তাপ দিলে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে বহু ইলেকট্রন তাপীয় শক্তি পেয়ে সমযোজী বন্ধন ভেঙে যোজন ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে চলে যায় এবং যোজন ব্যান্ডে সমসংখ্যক হোল সৃষ্টি হয়।

ফলে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোল, অর্থাৎ আধান বাহকের সংখ্যা বহুগুণ বৃদ্ধি পায় এবং রোধকত্ব কমে যায়।

তাই উচ্চ তাপমাত্রায় অর্ধপরিবাহী পরিবাহীর ন্যায় আচরণ করে।

আমরা জানি,

α=β1+β

বা, α=751+75

বা, α=7576

∴ α=0.987

অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণক α=0.987।

বাল্বটি কমন ইমিটার ট্রানজিস্টরের আউটপুটে (লোড হিসেবে) যুক্ত। বাল্বের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য 220 V বা তার বেশি হলে সর্বাধিক উজ্জ্বলতা পাওয়া যাবে।

আমরা জানি,

I_C=βI_B

বা, I_C=75×30×10⁻³

বা, I_C=2.25 A

বাল্বের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য,

V_out=I_CR_L

বা, V_out=2.25×100

∴ V_out=225 V

বিকল্পভাবে, ইনপুট রোধ,

R_i=V_inI_B=1.1530×10⁻³=38.33 Ω

ভোল্টেজ গেইন,

A_V=βR_LR_i=75×10038.33=195.65

∴ V_out=A_VV_in=195.65×1.15=225 V

দেখা যায়, বাল্বের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য 225 V, যা সর্বাধিক উজ্জ্বলতার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম বিভব 220 V এর চেয়ে বেশি।

অতএব, উদ্দীপকের বাল্বটি হতে সর্বাধিক উজ্জ্বলতা পাওয়া যাবে।