সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স — বহুনির্বাচনি প্রশ্ন ও সমাধান
HSC পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্রের ১০ম অধ্যায়। এখানে ৭৫১টি প্রশ্ন আছে — বোর্ড, ঢাবি, বুয়েট আর মেডিকেল ভর্তি পরীক্ষা থেকে বাছাই করা, প্রতিটার নিচে পূর্ণ ব্যাখ্যা দেওয়া। উত্তর দেখার আগে নিজে একবার চেষ্টা করে নিও।
-
৩২১
⚠️[যাচাই দরকার] চিত্রের ডায়োড বরাবর V0 এর আসন্ন মান--- [চিত্র আছে]
- ক শূন্য
- খ 10 V
- গ 5 V
- ঘ R নির্ভর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শূন্য
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: বর্তনীতে ব্যাটারি/রোধের মান টেক্সটে নেই (৫৬-এর অনুরূপ) -
৩২২
ডোপেন্ট কী?
- ক অপরিবাহীর সাথে মিশ্রিত পদার্থ
- খ অর্ধপরিবাহীর সাথে মিশ্রিত অপদ্রব্য
- গ পরিবাহীর সাথে মিশ্রিত অপদ্রব্য
- ঘ পরিবাহীর সাথে অপরিবাহী মিশ্রণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অর্ধপরিবাহীর সাথে মিশ্রিত অপদ্রব্য
ডোপেন্ট (dopant) হলো সেই অপদ্রব্য (impurity) পদার্থ যা বিশুদ্ধ (intrinsic) অর্ধপরিবাহীর সাথে ইচ্ছাকৃতভাবে অল্প পরিমাণে মিশিয়ে এর পরিবাহিতা বৃদ্ধি করা হয় এবং n-টাইপ বা p-টাইপ অর্ধপরিবাহী তৈরি করা হয় (যেমন Si-এর সাথে P বা B মেশানো)। এটি পরিবাহী বা অপরিবাহীর সাথে মেশানো কোনো পদার্থ নয়, বরং নির্দিষ্টভাবে অর্ধপরিবাহীর সাথে মেশানো অপদ্রব্য। -
৩২৩
⚠️[যাচাই দরকার] p-n জাংশনের সম্মুখ বায়াসের বৈশিষ্ট্য লেখ কোনটি?
- ক [লেখচিত্র আছে]
- খ [লেখচিত্র আছে]
- গ [লেখচিত্র আছে]
- ঘ [লেখচিত্র আছে]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) [লেখচিত্র আছে]
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: p-n জাংশনের সম্মুখ-বায়াস বৈশিষ্ট্য রেখা চারটি গ্রাফ থেকে বেছে নিতে হবে (৫৯-এর অনুরূপ প্রশ্ন) -
৩২৪
p-n জাংশনের সংযোগস্থলে ডিপ্লেশন স্তরের সৃষ্টির কারণ হলো---
- ক অপদ্রব্য আয়ন-এর স্থানান্তর
- খ আধান বাহকের ব্যাপন
- গ ইলেকট্রনের তাড়ন
- ঘ হোলের তাড়ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আধান বাহকের ব্যাপন
p-n জাংশন তৈরি হলে জাংশনের কাছাকাছি p-সাইডের হোল ও n-সাইডের মুক্ত ইলেকট্রন ঘনত্বের পার্থক্যের কারণে (diffusion গ্রেডিয়েন্ট) একে অপরের দিকে ব্যাপিত (diffuse) হয় -- ইলেকট্রন n থেকে p-তে এবং হোল p থেকে n-তে ব্যাপিত হয়ে পরস্পরের সাথে পুনর্মিলিত (recombine) হয়। এর ফলে জাংশনের দুই পাশে মুক্ত চার্জবাহকশূন্য একটি অঞ্চল তৈরি হয়, যাকে ডিপ্লেশন স্তর বলে। সুতরাং ডিপ্লেশন স্তর সৃষ্টির মূল কারণ হলো আধান বাহকের ব্যাপন (diffusion)। -
৩২৫
98-কে বাইনারি সংখ্যায় রূপান্তর---
- ক 1100010
- খ 0100011
- গ 100011
- ঘ 110001
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1100010
98-কে বাইনারিতে রূপান্তর করতে ক্রমাগত 2 দিয়ে ভাগ করে ভাগশেষ নিতে হয়: 98=64+32+2=26+25+21। বিট বসিয়ে: bit6=1, bit5=1, bit4=0, bit3=0, bit2=0, bit1=1, bit0=0 -- অর্থাৎ (1100010)2। এটি অপশন ক-এর সাথে মেলে। -
৩২৬
কোনো ট্রানজিস্টরের সাধারণ পীঠ সংযোগে সংযুক্ত এর নিঃসারক প্রবাহ 0.88 mA এবং পীঠ প্রবাহ 0.065 mA। প্রবাহ বিবর্ধন গুণক কত?
- ক 0.942
- খ 0.93
- গ 0.96
- ঘ 0.926
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.926
সাধারণ পীঠ (common-base) সংযোগে মৌলিক সম্পর্ক Ie = IC + IB। দেওয়া আছে Ie = 0.88 mA, IB = 0.065 mA। তাই IC = Ie − IB = 0.88 − 0.065 = 0.815 mA। প্রবাহ বিবর্ধন গুণক (α) = ICIe = 0.8150.88 ≈ 0.9261 ≈ 0.926, যা অপশন ঘ-এর সাথে হুবহু মেলে। -
৩২৭
কোনো ট্রানজিস্টরের α = 0.95 এবং IE = 0.9 mA হলে β কত?
- ক 19
- খ 16
- গ 18
- ঘ 12
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 19
α ও β-এর মধ্যে সম্পর্ক: β = α(1−α)। দেওয়া আছে α = 0.95। তাই β = 0.95(1−0.95) = 0.950.05 = 19। (IE = 0.9 mA-এর মান β নির্ণয়ে প্রয়োজন হয় না, কারণ β শুধু α-এর উপর নির্ভরশীল।) তাই β = 19, যা অপশন ক-এর সাথে মেলে। -
৩২৮
একটি ট্রানজিস্টরের বিবর্ধন গুণক 0.98 এবং অ্যামিটারের কারেন্ট 1.5 mA হলে, কালেক্টর কারেন্ট কত?
- ক 7.47 mA
- খ 4.74 mA
- গ 1.74 mA
- ঘ 1.47 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 1.47 mA
এখানে "বিবর্ধন গুণক 0.98" বলতে কমন-বেস কারেন্ট গেইন α বোঝানো হয়েছে (যেহেতু মান 1-এর কম, এটি α-এর বৈশিষ্ট্যসূচক রেঞ্জ)। কালেক্টর প্রবাহ IC = α × Ie = 0.98 × 1.5 mA = 1.47 mA, যা অপশন ঘ-এর সাথে মেলে। -
৩২৯
স্বাভাবিক তাপমাত্রায় p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর পরিবাহী আধান কোনটি?
- ক শুধুমাত্র হোল
- খ শুধুমাত্র ইলেকট্রন
- গ ধনাত্মক আয়ন
- ঘ হোল ও ইলেকট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) শুধুমাত্র হোল
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে ত্রিযোজী মৌল (যেমন B, Al, Ga) ডোপিং করা হয়, যার ফলে প্রচুর পরিমাণ হোল সৃষ্টি হয়। স্বাভাবিক তাপমাত্রায় p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর সংখ্যাগরিষ্ঠ (majority) চার্জ ক্যারিয়ার হলো হোল -- ডোপিং-এর ফলে সৃষ্ট হোলের সংখ্যা তাপীয়ভাবে উৎপন্ন মুক্ত ইলেকট্রনের চেয়ে বহুগুণ বেশি থাকে, তাই p-টাইপে প্রবাহের জন্য দায়ী প্রধান (কার্যত একমাত্র উল্লেখযোগ্য) চার্জ ক্যারিয়ার হোল। তাই উত্তর: শুধুমাত্র হোল। -
৩৩০
p-টাইপ Semiconductor হলো---
- ক একটি intrinsic semiconductor
- খ একটি extrinsic semiconductor
- গ একটি super semiconductor
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) একটি extrinsic semiconductor
p-টাইপ অর্ধপরিবাহী হলো একটি extrinsic (বহিঃস্থ/অপদ্রব্যমিশ্রিত) semiconductor, কারণ এটি বিশুদ্ধ (intrinsic) সিলিকন বা জার্মেনিয়ামে ত্রিযোজী মৌল (ডোপেন্ট) ইচ্ছাকৃতভাবে মিশিয়ে তৈরি করা হয়। বিশুদ্ধ, অ-ডোপড অর্ধপরিবাহীকে intrinsic বলা হয়, যা p-টাইপ নয়। -
৩৩১
তাপমাত্রা বাড়ালে অর্ধপরিবাহীর রোধ---
- ক কমবে
- খ বৃদ্ধি পাবে
- গ পরিবর্তন হবে না
- ঘ শূন্য হবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) কমবে
অর্ধপরিবাহীর ক্ষেত্রে তাপমাত্রা বাড়ালে আরও বেশি সংখ্যক সমযোজী বন্ধন ভেঙে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তাপীয়ভাবে উৎপন্ন হয়, ফলে মুক্ত চার্জবাহকের (ইলেকট্রন ও হোল) সংখ্যা বৃদ্ধি পায় এবং পরিবাহিতা বাড়ে। পরিবাহিতা বাড়া মানে রোধ কমা (রোধ ও পরিবাহিতা ব্যস্তানুপাতিক)। তাই তাপমাত্রা বাড়ালে অর্ধপরিবাহীর রোধ কমবে -- এটি ধাতব পরিবাহীর বিপরীত বৈশিষ্ট্য (ঋণাত্মক তাপমাত্রা সহগ)। -
৩৩২
দশমিক সংখ্যা 368-এর বাইনারিতে পরিবর্তিত সংখ্যাটি হবে---
- ক 101110000
- খ 110110000
- গ 111010000
- ঘ 111100000
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 101110000
368 (দশমিক)-কে বাইনারিতে রূপান্তর: 368 = 256+64+32+16 = 28+26+25+24। বিট বসিয়ে: bit8=1, bit7=0, bit6=1, bit5=1, bit4=1, bit3=0, bit2=0, bit1=0, bit0=0 -- অর্থাৎ (101110000)2। এটি অপশন ক-এর সাথে হুবহু মেলে। -
৩৩৩
ক্রিকেট খেলায় ব্যবহার হয় ইলেকট্রনিক স্কোর বোর্ড ডিসপ্লেতে সাধারণত কী ধরনের অর্ধপরিবাহী ডিভাইস দিয়ে তৈরি?
- ক ট্রানজিস্টর
- খ আলো নিঃসারক ডায়োড
- গ সোলারকোষ
- ঘ ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলো নিঃসারক ডায়োড
ক্রিকেট খেলার ইলেকট্রনিক স্কোরবোর্ডে সংখ্যা ও লেখা প্রদর্শনের জন্য সাধারণত আলো নিঃসারক ডায়োড (LED - Light Emitting Diode) ব্যবহৃত হয়, কারণ LED কম বিদ্যুৎ খরচ করে উজ্জ্বল আলো উৎপন্ন করতে পারে এবং দূর থেকেও স্পষ্ট দেখা যায়। ট্রানজিস্টর, সোলার কোষ বা ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর সরাসরি আলো নিঃসরণ/প্রদর্শনের কাজে ব্যবহৃত হয় না। -
৩৩৪
অর্ধপরিবাহী ডায়োডকে সম্মুখী বায়াস করলে নিষেধিত স্তর---
- ক হ্রাস পায়
- খ একই থাকে
- গ বৃদ্ধি পায়
- ঘ বিলুপ্ত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) হ্রাস পায়
p-n জাংশন ডায়োডকে সম্মুখী বায়াস (forward bias) করলে -- অর্থাৎ p-সাইডে (+) ও n-সাইডে (−) ব্যাটারি সংযুক্ত করলে -- বহিঃস্থ তড়িৎক্ষেত্র জাংশনের অভ্যন্তরীণ (বিল্ট-ইন) তড়িৎক্ষেত্রের বিপরীতে কাজ করে, ফলে চার্জবাহকরা (ইলেকট্রন ও হোল) জাংশনের দিকে ঠেলে আসে এবং নিষিদ্ধ/ডিপ্লেশন স্তরের প্রস্থ হ্রাস পায় (বিভব বাধাও কমে যায়), যার ফলে প্রবাহ সহজে চলতে পারে। -
৩৩৫
কোন গেইটটি OR এবং NOT গেইট দিয়ে তৈরি?
- ক NAND
- খ X-OR
- গ NOR
- ঘ OR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) NOR
NOR গেইট আসলে OR গেইটের পর একটি NOT (ইনভার্টার) গেইট যুক্ত করে তৈরি হয়, অর্থাৎ Y=(A+B)'। তাই OR ও NOT গেইট একত্রে ব্যবহার করলে NOR গেইট পাওয়া যায়। -
৩৩৬
ট্রানজিস্টর কোন কাজটি করে না?
- ক বিবর্ধক হিসেবে
- খ সুইচ হিসেবে
- গ আলো নিঃসারক হিসেবে
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) আলো নিঃসারক হিসেবে
ট্রানজিস্টর বিবর্ধক (amplifier), সুইচ এবং অসিলেটর হিসেবে কাজ করে। কিন্তু ট্রানজিস্টর নিজে আলো নিঃসারণ করে না -- আলো নিঃসারণ করা LED (আলাদা সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস)-এর কাজ। তাই ট্রানজিস্টর 'আলো নিঃসারক' হিসেবে কাজ করে না। -
৩৩৭
ট্রানজিস্টরের মৌলিক বিন্যাস কোনটি?
- ক সাধারণ পীঠ
- খ সাধারণ নিঃসারক
- গ সাধারণ সংগ্রাহক
- ঘ সবগুলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সবগুলো
ট্রানজিস্টরের তিনটি মৌলিক সংযোগ বিন্যাস আছে -- সাধারণ পীঠ (Common Base), সাধারণ নিঃসারক (Common Emitter) এবং সাধারণ সংগ্রাহক (Common Collector)। এই তিনটিই সমানভাবে মৌলিক (basic) বিন্যাস হিসেবে গণ্য হয়, কোনো একটি নির্দিষ্ট বিন্যাসকে একমাত্র মৌলিক বলা যায় না। -
৩৩৮
একটি ট্রানজিস্টরে কয়টি নিঃশেষিত স্তর থাকে?
- ক 2টি
- খ 3টি
- গ 1টি
- ঘ থাকে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2টি
একটি ট্রানজিস্টরে দুটি p-n জাংশন থাকে (Emitter-Base জাংশন এবং Collector-Base জাংশন)। প্রতিটি জাংশনে একটি করে নিঃশেষিত (ডিপ্লেশন) স্তর তৈরি হয়, ফলে মোট 2টি নিঃশেষিত স্তর থাকে। -
৩৩৯
কোন লজিক গেট দুটিকে সার্বজনীন গেট বলে?
- ক AND ও OR
- খ OR ও NOT
- গ NOR ও NAND
- ঘ NAND ও XOR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) NOR ও NAND
NAND ও NOR গেইট দিয়ে একাই AND, OR, NOT সহ যেকোনো লজিক ফাংশন বাস্তবায়ন করা যায় বলে এদেরকে সার্বজনীন (universal) গেইট বলা হয়। -
৩৪০
নিচের কোন ধাতুটি তড়িৎ সুপরিবাহী নয়?
- ক কপার
- খ সিলভার
- গ গ্রাফাইট
- ঘ আয়রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) গ্রাফাইট
কপার ও সিলভার অত্যন্ত ভালো তড়িৎ পরিবাহী ধাতু, আয়রনও একটি পরিবাহী ধাতু (কপার-সিলভারের তুলনায় কম পরিবাহী হলেও ভালো পরিবাহী হিসেবেই গণ্য)। কিন্তু গ্রাফাইট আসলে ধাতু নয় -- এটি কার্বনের একটি রূপ, এবং প্রকৃত ধাতুগুলোর তুলনায় এর পরিবাহিতা অনেক কম (রোধকত্ব বেশি)। তাই তালিকার মধ্যে গ্রাফাইটই তড়িৎ সুপরিবাহী নয়।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।