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।
৭৫১ প্রশ্ন
২য় পত্র
অধ্যায় ১০
পাতা ১৮/৩৮
-
৩৪১
কোন লজিক গেইটের যে কোনো একটি ইনপুট 1 হলে আউটপুট '0' হবে?
- ক NAND
- খ OR
- গ NOR
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) NOR
NOR গেইটে Y=(A+B)'। A বা B যেকোনো একটি ইনপুট 1 হলেই A+B=1 হয়, ফলে Y=0 হয়ে যায় -- অর্থাৎ যেকোনো একটি ইনপুট 1 হলেই আউটপুট 0। অন্যদিকে NAND গেইটে শুধু উভয় ইনপুট 1 হলেই আউটপুট 0 হয়, একটিমাত্র ইনপুট 1 হলে হয় না। তাই শর্তটি NOR গেইটের সাথে মেলে। -
৩৪২
একটি ট্রানজিস্টরের জন্য কোন (α, β) বাস্তব-সম্মত?
- ক 0.87, 0.70
- খ 0.87, 70
- গ 87, 0.70
- ঘ 70, 87
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.87, 70
ট্রানজিস্টরে α (সাধারণ পীঠ প্রবাহ লাভ) সবসময় 1-এর কম হয় (সাধারণত 0.9-এর বেশি, 1-এর কাছাকাছি একটি ভগ্নাংশ), আর β (সাধারণ নিঃসারক প্রবাহ লাভ) সবসময় অনেক বড় একটি সংখ্যা হয় (সাধারণত ২০ থেকে কয়েকশ পর্যন্ত)। প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে শুধু (0.87, 70) এই প্যাটার্নের সাথে মেলে -- প্রথমটি 1-এর কম ভগ্নাংশ, দ্বিতীয়টি অনেক বড় সংখ্যা। বাকিগুলোতে হয় দুটোই 1-এর কম, নয়তো দুটোই বড় সংখ্যা, যা বাস্তবসম্মত নয়। -
৩৪৩
দ্বিক রেকটিফায়ারে পরিবর্তী প্রবাহ (AC)-কে একমুখী DC করার জন্য লোডের সাথে সমান্তরাল সমবায়ে যে ধারক ব্যবহার করা হয় সেটির কাজ---
- ক AC প্রবাহ একমুখী করা
- খ DC প্রবাহ মসৃণ করা
- গ শক্তি হ্রাস করা
- ঘ AC প্রবাহ বৃদ্ধি করা
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) DC প্রবাহ মসৃণ করা
রেকটিফায়ারের আউটপুটে লোডের সমান্তরালে যুক্ত ফিল্টার ধারক (capacitor) চার্জিং-ডিসচার্জিং চক্রের মাধ্যমে স্পন্দিত (pulsating) DC-র ভাঁজ (ripple) কমিয়ে একে মসৃণ, স্থিতিশীল DC-তে রূপান্তর করে। -
৩৪৪
অর্ধপরিবাহীর শক্তি ব্যবধান---
- ক 2.5 eV
- খ 1 eV
- গ 3 eV
- ঘ 7 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 1 eV
বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর (Si, Ge) শক্তি ব্যবধান (band gap) প্রায় 1 eV-এর কাছাকাছি (Si ≈ 1.1 eV, Ge ≈ 0.7 eV) -- এর তুলনায় পরিবাহীর ব্যবধান প্রায় শূন্য, আর অন্তরকের ৬ eV-এর বেশি। প্রদত্ত অপশনের মধ্যে 1 eV-ই অর্ধপরিবাহীর প্রতিনিধিত্বমূলক মান। -
৩৪৫
ট্রানজিস্টরের সংগ্রাহকের আকার সবচেয়ে বড় হওয়ার কারণ হলো---
- ক এই অঞ্চলে p-অংশ হতে হোল গ্রহণ করে
- খ এই অঞ্চলে সর্বাধিক ইলেকট্রন প্রয়োজন
- গ এই অংশে সর্বাধিক তাপের অবক্ষয় হয়
- ঘ এই অঞ্চলের ডোপিং ঘনত্ব সর্বাপেক্ষা কম হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) এই অংশে সর্বাধিক তাপের অবক্ষয় হয়
সংগ্রাহক (Collector) জাংশন বিমুখী বায়াসে থাকে এবং এখান দিয়ে প্রবাহিত মূল প্রবাহের কারণে সবচেয়ে বেশি ক্ষমতা/তাপ এই অঞ্চলেই অপচিত হয়। এই অতিরিক্ত তাপ দ্রুত অপসারণের সুবিধার্থে সংগ্রাহকের আকার সবচেয়ে বড় রাখা হয়। -
৩৪৬
একটি পূর্ণ তরঙ্গ একমুখীকরণের আউটপুট হলো---
- ক একটি পরিবর্তী ভোল্টেজ
- খ একটি সমবর্তী ভোল্টেজ
- গ শূন্য
- ঘ স্পন্দিত একমুখী ভোল্টেজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) স্পন্দিত একমুখী ভোল্টেজ
পূর্ণ তরঙ্গ একমুখীকরণের ফলে উভয় অর্ধচক্র একই দিকে (একমুখী) প্রবাহিত হয়, কিন্তু এর মান শূন্য থেকে সর্বোচ্চ পর্যন্ত সময়ের সাথে ওঠানামা করে -- ফলে এটি সরাসরি স্থির (constant) DC নয়, বরং স্পন্দিত একমুখী (pulsating DC) ভোল্টেজ। এটিকে স্থির DC-তে রূপান্তর করতে ফিল্টার (যেমন ধারক) প্রয়োজন হয়। -
৩৪৭
⚠️[যাচাই দরকার] নিম্নলিখিত বর্তনীর আউটপুট কোনটি?
- ক [চিত্র আছে]
- খ [চিত্র আছে]
- গ [চিত্র আছে]
- ঘ [চিত্র আছে]
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) [চিত্র আছে]
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: বর্তনীর আউটপুট চারটি চিত্র থেকে বেছে নিতে হবে, মূল বর্তনীও ছবিতে -
৩৪৮
⚠️[যাচাই দরকার] নিচের বর্তনীটি দ্বারা কোন গেটের লজিক নীতি সম্পাদিত হয়? [চিত্র আছে]
- ক OR
- খ NOR
- গ NOT
- ঘ NAND
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) OR
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: বর্তনী চিত্র না দেখে গেটের লজিক নীতি বলা যাচ্ছে না -
৩৪৯
⚠️[যাচাই দরকার] চিত্রে প্রদর্শিত আদর্শ ডায়োডটির মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা--- [চিত্র আছে]
- ক 0 A
- খ 0.02 A
- গ 0.04 A
- ঘ 0.06 A
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0 A
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: বর্তনীতে ব্যাটারি/রোধের মান টেক্সটে দেওয়া নেই -
৩৫০
বিপরীত বায়াসযুক্ত p-n সংযোগের রোধ---
- ক কম
- খ বেশি
- গ অসীম
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বেশি
বাস্তব p-n জাংশন ডায়োডে বিমুখী বায়াসে সংখ্যালঘু চার্জবাহকজনিত একটি ক্ষুদ্র লিকেজ প্রবাহ বজায় থাকে, তাই রোধ কম বা শূন্য নয়, বরং অত্যন্ত বেশি (কিন্তু কঠোরভাবে অসীম নয়) হয়। প্রশ্নে ডায়োডকে 'আদর্শ (ideal)' বলে উল্লেখ করা হয়নি বলে বাস্তব ডায়োডের আচরণ ধরে নেওয়া হয়েছে। [পুনর্যাচাই নোট] সাধারণ (আদর্শ বলা হয়নি) p-n জাংশনের ক্ষেত্রে বিপরীত বায়াসে রোধ অনেক "বেশি" হয় কিন্তু লিকেজ কারেন্টের কারণে ঠিক "অসীম" নয় -- আদর্শ ডায়োড হলে "অসীম" সঠিক হতো, কিন্তু স্টেমে "আদর্শ" উল্লেখ নেই। -
৩৫১
একটি ট্রানজিস্টরের সাধারণ পীঠ সংযোগে প্রবাহ লাভ β-এর জন্য কোনটি সঠিক?
- ক β = 0.98
- খ β = 1
- গ β = 0
- ঘ β > 1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) β = 0.98
সাধারণ পীঠ (Common Base) সংযোগে প্রবাহ লাভ (এখানে প্রশ্নে β হিসেবে উল্লেখ করা হলেও, বাস্তবে এটি α নামে পরিচিত, যেহেতু আউটপুট প্রবাহ IC সবসময় ইনপুট প্রবাহ IE-এর চেয়ে কম) সবসময় 1-এর কম হয়, সাধারণত 0.9-এর বেশি এবং 1-এর কাছাকাছি (যেমন 0.95-0.99)। প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে শুধু 0.98-ই এই বৈশিষ্ট্যের সাথে মেলে। -
৩৫২
পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকরণ ব্রিজ বর্তনীতে একটি ডায়োডের সংযোগে আপসারণ করলে আউটপুট সংকেত কী রূপ হবে?
- ক অপরিবর্তিত থাকবে
- খ শুধুমাত্র ধনাত্মক অর্ধতরঙ্গ পাওয়া যাবে
- গ শুধুমাত্র ঋণাত্মক অর্ধতরঙ্গ পাওয়া যাবে
- ঘ ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক অর্ধতরঙ্গ পাওয়া যাবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক অর্ধতরঙ্গ পাওয়া যাবে
ব্রিজ রেকটিফায়ারে ৪টি ডায়োড ব্যবহৃত হয় যাতে উভয় অর্ধচক্রেই কারেন্ট লোডের মধ্য দিয়ে একই দিকে প্রবাহিত হয়। একটি ডায়োডের সংযোগ বিচ্ছিন্ন করলে বর্তনীটি কার্যত হাফ-ওয়েভ রেকটিফায়ারের মতো আচরণ করে -- অর্থাৎ শুধু একটি অর্ধচক্র (ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক, ঠিক কোনটি সরানো ডায়োডের অবস্থানের উপর নির্ভরশীল) আউটপুটে পাওয়া যাবে। যেহেতু কোন নির্দিষ্ট ডায়োড সরানো হয়েছে তা বলা নেই, তাই সাধারণভাবে বলা যায় ধনাত্মক অথবা ঋণাত্মক -- যেকোনো একটি অর্ধতরঙ্গ পাওয়া যাবে। -
৩৫৩
⚠️[যাচাই দরকার] নিচের লজিক বর্তনীটি কোন গেটের সমতুল্য? [চিত্র আছে]
- ক NAND
- খ OR
- গ AND
- ঘ NOR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) NAND
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: লজিক বর্তনী চিত্র না দেখে সমতুল্য গেট বলা যাচ্ছে না -
৩৫৪
⚠️[যাচাই দরকার] চিত্রে A চিহ্নিত পিনটির নম্বর কত? [চিত্র আছে]
- ক 1
- খ 7
- গ 8
- ঘ 14
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 1
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: IC পিন-ডায়াগ্রামে কোন পিনটি A চিহ্নিত তা ছবি ছাড়া জানা অসম্ভব -
৩৫৫
⚠️[যাচাই দরকার] একটি অর্ধপরিবাহী 2200 Å-এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করতে পারে। এর নিষিদ্ধ ব্যান্ড শক্তি ব্যবধান eV-এ কত?
- ক 6.23 eV
- খ 7 eV
- গ 5.44 eV
- ঘ 6.9 eV
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 5.44 eV
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: E=hc/λ সূত্রে λ=2200Å বসালে E≈5.64-5.65 eV পাওয়া যায়, কোনো অপশনের সাথেই এক্স্যাক্ট মেলে না (সবচেয়ে কাছেরটা গ-এর 5.44eV, তাও ~৩.৭% ভিন্ন)। | সম্ভাব্য ব্যাখ্যা (নিশ্চিত না): শক্তি ব্যবধান নির্ণয়ের সূত্র: E_g = hc/λ, এখানে λ = 2200 Å = 2.2×10⁻⁷ m। E_g = (6.63×10⁻³⁴ × 3×10⁸)/(2.2×10⁻⁷ × 1.6×10⁻¹⁹) J/eV ≈ 1.989×10⁻²⁵/3.52×10⁻²⁶ ≈ 5.65 eV। প্রদত্ত অপশনগুলোর মধ্যে সবচেয়ে কাছাকাছি মান হলো 5.44 eV, কিন্তু এটি হিসাবকৃত মান (~5.65 eV) থেকে স্পষ্টভাবে ভিন্ন। -
৩৫৬
তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে অর্ধপরিবাহী তড়িৎ ক্ষেত্রে প্রবাহ ঘনত্ব β এর কোনটি সঠিক?
- ক বৃদ্ধি পায়
- খ হ্রাস পায়
- গ একই থাকে
- ঘ প্রথমে বৃদ্ধি পায় পরে হ্রাস পায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বৃদ্ধি পায়
তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে অর্ধপরিবাহীতে তাপীয় উত্তেজনার কারণে মুক্ত ইলেকট্রন-হোল জোড়ার সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। যদিও গতিশীলতা (mobility) সামান্য কমে, চার্জবাহকের সংখ্যা বৃদ্ধির প্রভাব প্রবল হওয়ায় সামগ্রিক পরিবাহিতা ও নির্দিষ্ট তড়িৎক্ষেত্রে প্রবাহ ঘনত্ব বৃদ্ধি পায়। -
৩৫৭
শূন্য প্রদানহীন একটি p-n জাংশনের নিঃশেষিত অঞ্চলে থাকে---
- ক কেবলমাত্র ইলেকট্রন
- খ কেবলমাত্র হোল
- গ ইলেকট্রন ও হোল উভয়ই
- ঘ কেবলমাত্র আয়ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কেবলমাত্র আয়ন
বায়াসবিহীন p-n জাংশনের নিঃশেষিত (ডিপ্লেশন) অঞ্চলে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোল থাকে না -- ডিফিউশনের ফলে এই মুক্ত চার্জবাহকগুলো পুনর্মিলিত হয়ে নিঃশেষিত হয়ে যায়, আর পেছনে থেকে যায় শুধু স্থির (ইমোবাইল) ডোপ্যান্ট আয়ন (p পাশে ঋণাত্মক আয়ন, n পাশে ধনাত্মক আয়ন)। -
৩৫৮
ট্রানজিস্টরের কারেন্ট বিবর্ধন গুণক α হলো---
- ক ΔICΔIE
- খ ΔIEΔIC
- গ ΔIBΔIE
- ঘ ΔICΔIB
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ΔICΔIE
ট্রানজিস্টরের কারেন্ট বিবর্ধন গুণক α হলো সংগ্রাহক প্রবাহের পরিবর্তন ও নিঃসারক প্রবাহের পরিবর্তনের অনুপাত, অর্থাৎ α = ΔICΔIE। -
৩৫৯
Ge-এর তৈরি একটি p ডায়োডকে সম্মুখী রোধে সংযুক্ত করায় নিচের I-V লেখচিত্র পাওয়া গেল। লেখচিত্রে OP দ্বারা নির্দেশিত বিভবকে বলে---
- ক বায়াসিং ভোল্টেজ
- খ বিভব বাধা ভোল্টেজ
- গ হোল ভোল্টেজ
- ঘ বিনাশী ভোল্টেজ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বিভব বাধা ভোল্টেজ
I-V লেখচিত্রে O (মূলবিন্দু) থেকে P (বাঁক-বিন্দু) পর্যন্ত অংশ যে বিভবকে নির্দেশ করে, তাকে বিভব বাধা ভোল্টেজ (barrierknee potential) বলে। এই বিন্দুর আগে ডায়োডের মধ্য দিয়ে উল্লেখযোগ্য প্রবাহ শুরু হয় না; P বিন্দু অতিক্রম করার পরই প্রবাহ দ্রুত বৃদ্ধি পেতে শুরু করে। -
৩৬০
জার্মেনিয়ামের সাথে নিচের কোন মৌলটি যুক্ত করলে n-type অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়?
- ক অ্যালুমিনিয়াম
- খ গ্যালিয়াম
- গ আর্সেনিক
- ঘ ইন্ডিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) আর্সেনিক
জার্মেনিয়াম (Ge) একটি চতুর্যোজী মৌল। এর সাথে পঞ্চযোজী (৫টি যোজন ইলেকট্রনবিশিষ্ট) মৌল ডোপিং করলে অতিরিক্ত একটি মুক্ত ইলেকট্রন পাওয়া যায়, ফলে n-type অর্ধপরিবাহী তৈরি হয়। অ্যালুমিনিয়াম, গ্যালিয়াম ও ইন্ডিয়াম -- এরা সবাই ত্রিযোজী মৌল (p-type ডোপ্যান্ট)। আর্সেনিক একমাত্র পঞ্চযোজী মৌল এই তালিকায়, তাই এটি ডোপ করলে n-type অর্ধপরিবাহী তৈরি হবে।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।