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 ২২/৩৮
-
৪২১
ডায়োডকে বিপরীত বায়াস করলে নিষেধিত স্তরের কী হয়?
- ক বিলুপ্ত হয়
- খ হ্রাস পায়
- গ একই থাকে
- ঘ বৃদ্ধি পায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) বৃদ্ধি পায়
ডায়োডকে বিমুখী/বিপরীত বায়াস (reverse bias) করলে জাংশনের দুই পাশ থেকে আরও বেশি মুক্ত চার্জবাহক (ইলেকট্রন ও হোল) জাংশন থেকে দূরে সরে যায়, ফলে নিষেধিত স্তর (depletion layer)-এর প্রস্থ ও এর সাথে সংশ্লিষ্ট বিভব প্রাচীরের উচ্চতা উভয়ই বৃদ্ধি পায়। এ কারণেই বিপরীত বায়াসে কার্যত কোনো প্রবাহ চলে না (শুধু ক্ষুদ্র লিকেজ কারেন্ট ছাড়া)। -
৪২২
⚠️[যাচাই দরকার] উপরের লজিক গেটটির 'X'-এর মান কত? [চিত্র আছে]
- ক A + B̅
- খ A̅ + B
- গ A̅B
- ঘ AB̅
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) A + B̅
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: লজিক গেট-বর্তনী না দেখে X-এর মান বলা যাচ্ছে না -
৪২৩
P-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর —
i. অ্যালুমিনিয়াম ডোপায়িত সিলিকন ii. বোরন ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
iii. ফসফরাস ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ i ও iii
- গ ii ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i ও ii
(i) Al ত্রিযোজী → p-টাইপ — সঠিক।
(ii) বোরন ত্রিযোজী → p-টাইপ — সঠিক।
(iii) ফসফরাস পঞ্চযোজী → n-টাইপ — ভুল।
∴ i ও ii সঠিক। -
৪২৪
পূর্ণ তরঙ্গ একমুখীকরণে আউটপুটের কম্পাঙ্ক A.C. ইনপুটের---
- ক অর্ধেক
- খ সমান
- গ দ্বিগুণ
- ঘ চারগুণ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) দ্বিগুণ
পূর্ণ তরঙ্গ (ফুল-ওয়েভ) একমুখীকরণে A.C ইনপুটের উভয় অর্ধচক্র (positive ও negative উভয়েই) আউটপুটে একই দিকের (একমুখী) পালস তৈরি করে। ফলে এক পূর্ণ ইনপুট চক্রে আউটপুটে দুটো পালস পাওয়া যায়, অর্থাৎ আউটপুট তরঙ্গের কম্পাঙ্ক ইনপুট A.C-র কম্পাঙ্কের দ্বিগুণ হয়। -
৪২৫
⚠️[যাচাই দরকার] Y = A ⊕̅ B̅ টি কোন লজিক গেটের আউটপুট ফাংশন---
- ক XOR
- খ NAND
- গ X-NOR
- ঘ XOR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) XOR
⚠️ এই প্রশ্নটা যাচাই দরকার -- কারণ: বুলিয়ান বীজগণিত অনুযায়ী সঠিক উত্তর XOR (যেহেতু A⊕̅B̅ = NOT(A⊕NOT B) = A⊕B), কিন্তু বইয়ে ক ও ঘ দুই অপশনেই হুবহু "XOR" ছাপা আছে -- কোন অক্ষরটা answer key-তে ছিল নিশ্চিত করা অসম্ভব -
৪২৬
একটি n-p-n ট্রানজিস্টর সাধারণ বেস সংযোগে আছে। এর নিঃসারক প্রবাহ Ie = 8.5 × 10−4 A এবং বেস প্রবাহ Iᵦ = 5.0 × 10−5 A। ট্রানজিস্টরটি কীভাবে কাজ করবে?
- ক ভালো পরিবাহী হিসেবে
- খ ভালো সুইচ হিসেবে
- গ ভালো বিবর্ধক হিসেবে
- ঘ একমুখীকরণ হিসেবে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ভালো বিবর্ধক হিসেবে
সাধারণ বেস (CB) সংযোগে Ie = IC + Iᵦ, তাই IC = Ie − Iᵦ = 8.5×10−4 − 5.0×10−5 = 8.0×10−4 A। এখন প্রবাহ লাভ β = ICIᵦ = (8.0×10−4)(5.0×10−5) = 16। যেহেতু β >> 1 (এখানে 16), ট্রানজিস্টরটি ইনপুট প্রবাহের তুলনায় আউটপুট প্রবাহে বড় পরিবর্তন ঘটাতে পারে — অর্থাৎ এটি একটি ভালো বিবর্ধক (amplifier) হিসেবে কাজ করবে। (ট্রানজিস্টর রেকটিফায়ার হিসেবে ব্যবহৃত হয় না — সেটি ডায়োডের কাজ)। -
৪২৭
ট্রানজিস্টরের বিবর্ধক গুণক কত?
- ক 0.80
- খ 0.90
- গ 17
- ঘ 0.94
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 0.94
এই প্রশ্নের স্টেমে কোনো সংখ্যাসূচক তথ্য (নিঃসারক/ভূমি/সংগ্রাহক প্রবাহের মান) দেওয়া নেই, তাই সরাসরি গণনা সম্ভব নয়। যেহেতু পূর্ববর্তী প্রশ্ন (167) একই ধরনের ট্রানজিস্টরের (Ie = 8.5×10−4 A, Iᵦ = 5.0×10−5 A) কথা বলছে, সম্ভবত এই প্রশ্নটি সেই একই ট্রানজিস্টরের β নির্ণয় করতে বলছে: IC = Ie−Iᵦ = 8.0×10−4 A, β = ICIᵦ = 16। অপশনে থাকা মানগুলোর মধ্যে '17' মানটাই এর কাছাকাছি (যদিও সঠিক গণনায় 16 আসে, 17 নয়)। যদি প্রশ্নটি α জিজ্ঞেস করে থাকে, তবে α = ICIe = 0.941 ≈ 0.94, যা অপশন 'ঘ'-এর সাথে মেলে। যেহেতু কোনটি জিজ্ঞাসা করা হচ্ছে (α নাকি β) তা স্পষ্ট নয় এবং সঠিক সাংখ্যিক মান (16) কোনো অপশনের সাথে হুবহু মেলে না, তাই একক নিশ্চিত উত্তর দেওয়া যাচ্ছে না। [পুনর্যাচাই নোট] ১৬৭ নং প্রশ্নের সাথে শেয়ার্ড ডেটা: Ie=8.5×10−4A, Iᵦ=5.0×10−5A -> IC=8.0×10−4A। "বিবর্ধক গুণক" এখানে α (প্রবাহ বিবর্ধন গুণক, common-base) বোঝাচ্ছে: α=ICIe=8.08.5=0.941≈0.94, যা হুবহু অপশন ঘ-এর সাথে মেলে (β হিসাব করলে ≈15.95 পাওয়া যায়, যা কোনো অপশনের সাথে এক্স্যাক্টলি মেলে না)। -
৪২৮
সিলিকনের Knee (Knee) ভোল্টেজের মান কত?
- ক 0.3 V
- খ 0.7 V
- গ 1.1 V
- ঘ 1.5 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.7 V
সিলিকন (Si) ডায়োডের নী-ভোল্টেজ (kneecut-in voltage) প্রায় 0.7 V, যার নিচে ডায়োড কার্যত অপরিবাহী থাকে। (জার্মেনিয়ামের ক্ষেত্রে এটি প্রায় 0.3 V)। -
৪২৯
যোজন ব্যান্ড ও পরিবহন ব্যান্ডের ইলেকট্রন সংখ্যা সমান থাকে---
- ক পরিবাহীতে
- খ কুপরিবাহীতে
- গ সহজাত অর্ধপরিবাহীতে
- ঘ বহিঃজাত অর্ধপরিবাহীতে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সহজাত অর্ধপরিবাহীতে
সহজাত (intrinsic) বা বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীতে তাপীয় উত্তেজনার ফলে যতগুলো ইলেকট্রন যোজন ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে উঠে যায়, ঠিক ততগুলো হোল যোজন ব্যান্ডে সৃষ্টি হয় — অর্থাৎ ne = nₕ। এই সাম্যতা শুধু সহজাত (intrinsic) অর্ধপরিবাহীর বৈশিষ্ট্য, ডোপড (বহিঃজাত/extrinsic) অর্ধপরিবাহীতে এই সাম্য ভেঙে যায়। -
৪৩০
নিচের কোনটি সর্বজনীন গেট?
- ক NOT
- খ NOR
- গ Ex-OR
- ঘ AND
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) NOR
NAND ও NOR গেট উভয়ই সার্বজনীন গেট (universal gate) — এদের যেকোনো একটি ব্যবহার করে AND, OR, NOT সহ যেকোনো লজিক ফাংশন বাস্তবায়ন করা যায়। প্রদত্ত অপশনের মধ্যে NOR-ই একমাত্র সার্বজনীন গেট (NOT ও AND মৌলিক গেট কিন্তু সার্বজনীন নয়, Ex-OR সার্বজনীন নয়)। -
৪৩১
অষ্টাল সংখ্যা পদ্ধতির ভিত্তি---
- ক 2
- খ 8
- গ 10
- ঘ 16
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 8
অক্টাল (Octal) সংখ্যা পদ্ধতির ভিত্তি (base) হলো 8 — এতে 0 থেকে 7 পর্যন্ত মোট আটটি ডিজিট ব্যবহৃত হয়। -
৪৩২
ব্যান্ড তত্ত্বের আলোকে যোজন ব্যান্ড ও পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যে শক্তি ব্যবধান না থাকলে পদার্থটি হবে---
- ক অতিপরিবাহী
- খ পরিবাহী
- গ অর্ধপরিবাহী
- ঘ অন্তরক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) পরিবাহী
ব্যান্ড তত্ত্ব অনুযায়ী, যোজন ব্যান্ড ও পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যে কোনো শক্তি ব্যবধান (Eg = 0) না থাকলে অর্থাৎ দুটো ব্যান্ড ওভারল্যাপ করলে ইলেকট্রন সহজেই পরিবহন ব্যান্ডে যেতে পারে এবং পদার্থটি পরিবাহী হিসেবে আচরণ করে। -
৪৩৩
বুলিয়ান বীজগণিতে A + A·B এর সমতুল্য কোনটি?
- ক A
- খ A·B
- গ A + B̅
- ঘ A̅ + B
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) A
বুলিয়ান বীজগণিতের শোষণ সূত্র (absorption law) অনুযায়ী A + A·B = A(1+B) = A·1 = A (যেহেতু 1+B = 1)। সুতরাং A + A·B এর সমতুল্য A। -
৪৩৪
নিচের চিত্রে Si এবং Ge ডায়োড দুটির নী-ভোল্টেজ যথাক্রমে 0.7 V এবং 0.3 V। 5.5 kΩ রোধের মধ্য দিয়ে কত বিদ্যুৎ প্রবাহিত হবে? Ge ডায়োডটি উল্টো করে সংযোগ দিলে রোধের দুই প্রান্তের বিভব পার্থক্য কত হবে?
- ক +12 V, 0.7 V
- খ 2.0 mA এবং 0 V
- গ 2.0 A এবং 0 V
- ঘ 2.0 mA এবং 0.3 V
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 2.0 mA এবং 0 V
বর্তনীতে EMF = 12V ধরে, Si ও Ge ডায়োড দুটো সিরিজে সঠিক দিকে (forward) সংযুক্ত থাকায় মোট নী-ভোল্টেজ ড্রপ = 0.7V + 0.3V = 1.0V। সুতরাং 5.5 kΩ রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহ, I = (EMF − ΣVনী)/R = (12 − 1.0)5500 = 115500 = 0.002 A = 2.0 mA। এখন Ge ডায়োডটি উল্টো (বিপরীতমুখী) করে সংযোগ দিলে সিরিজ বর্তনীতে সেটি বিপরীত বায়াসে (reverse biased) চলে যায় এবং কার্যত অসীম রোধ তৈরি করে, ফলে সম্পূর্ণ বর্তনী open হয়ে যায় ও প্রবাহ = 0। প্রবাহ শূন্য হলে রোধের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্যও V = IR = 0 × 5500 = 0 V। উত্তর: 2.0 mA এবং 0 V। -
৪৩৫
একটি কমন বেস সংযোগ থাকা ট্রানজিস্টরের নিঃসারক ও বেস প্রবাহ যথাক্রমে 5 mA এবং 0.5 mA। নিঃসারক ও বেস প্রবাহ 5 mA এবং 0.5 mA থাকলে নিঃসারকের প্রবাহ 5 গুণ ও বেস প্রবাহ 3 গুণ করা হলে ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বৃদ্ধি হবে কত?
- ক 0
- খ 6.67
- গ 9
- ঘ 15.67
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 15.67
সাধারণ পীঠ (CB) সংযোগে Ie = IC + Iᵦ। প্রথমে Ie = 5 mA, Iᵦ = 0.5 mA, ও নিঃসারক প্রবাহকে 5 গুণ এবং ভূমি প্রবাহকে 3 গুণ করার পর নতুন মান: Ie' = 5×5 = 25 mA, Iᵦ' = 0.5×3 = 1.5 mA। তখন নতুন সংগ্রাহক প্রবাহ IC' = Ie' − Iᵦ' = 25 − 1.5 = 23.5 mA। এই নতুন অবস্থায় ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বিবর্ধন গুণক (β-সদৃশ, ICIᵦ অনুপাত) = IC'/Iᵦ' = 23.51.5 = 15.67। উত্তর: 15.67। -
৪৩৬
নিচের কোনটি অন্তরক ?
- ক লোহা
- খ সিলিকন
- গ বিসমাথ
- ঘ সিরামিক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সিরামিক
সিরামিকের নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান অনেক বেশি, তাই এটি অন্তরক। লোহা ও বিসমাথ ধাতু (পরিবাহী) এবং সিলিকন অর্ধপরিবাহী। -
৪৩৭
অর্ধপরিবাহী ডায়োড কে কি বলা হয়?
- ক Rectifier
- খ Transistor
- গ Amplifier
- ঘ FET
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) Rectifier
অর্ধপরিবাহী p-n জংশন ডায়োড একমুখী পরিবাহী — সম্মুখ ঝোঁকে প্রবাহ চলে, বিমুখ ঝোঁকে প্রায় বন্ধ থাকে; এই ধর্মে AC-কে DC-তে রূপান্তর করে বলে একে রেকটিফায়ার (একমুখীকারক) বলা হয়।
অর্ধতরঙ্গ রেকটিফায়ারে 1টি, পূর্ণতরঙ্গে 2টি (সেন্টার-ট্যাপ) বা 4টি (ব্রিজ) ডায়োড লাগে।
ট্রানজিস্টর npnpnp বিবর্ধক (amplifier) ও সুইচ হিসেবে কাজ করে; FET একটি ভোল্টেজ-নিয়ন্ত্রিত ট্রানজিস্টর। -
৪৩৮
p টাইপ অর্ধপরিবাহীর জন্য বিশুদ্ধ জার্মেনিয়াম এর সাথে অপদ্রব্য হিসেবে যোগ করা হয় __
- ক Ar
- খ Ga
- গ Si
- ঘ N
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Ga
জার্মেনিয়াম (Ge) ও সিলিকন (Si) চতুর্যোজী; তাতে ত্রিযোজী মৌল (B, Al, Ga, In) মেশালে হোল তৈরি হয় — এটি p-টাইপ, অপদ্রব্যকে গ্রাহক (acceptor) বলে।
পঞ্চযোজী মৌল (P, As, Sb, Bi) মেশালে মুক্ত ইলেকট্রন বাড়ে — n-টাইপ, অপদ্রব্যকে দাতা (donor) বলে।
p-টাইপে সংখ্যাগরিষ্ঠ বাহক হোল, সংখ্যালঘু বাহক ইলেকট্রন; Ar নিষ্ক্রিয় গ্যাস, N পঞ্চযোজী, Si নিজেই অর্ধপরিবাহী। -
৪৩৯
সিলিকনের পারমাণবিক সংখ্যা-
- ক 17
- খ 13
- গ 14
- ঘ 15
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 14
সিলিকনের পারমাণবিক সংখ্যা 14, ইলেকট্রন বিন্যাস 2, 8, 4 — সর্ববহিঃস্থ স্তরে 4টি ইলেকট্রন, চতুর্যোজী।
জার্মেনিয়াম Z = 32 (বিন্যাস 2, 8, 18, 4)। উভয়ই অর্ধপরিবাহী, নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান Si ≈ 1.1 eV, Ge ≈ 0.7 eV।
Al (13), P (15), Cl (17)। -
৪৪০
অর্ধপরিবাহী পদার্থের বন্ধন-
- ক আয়নিক
- খ সমযোজী
- গ মেটালিক
- ঘ হাইড্রোজেন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সমযোজী
অর্ধপরিবাহী (Si, Ge) কেলাসে প্রতিটি পরমাণু চারপাশের 4টি পরমাণুর সাথে 4টি সমযোজী বন্ধন গঠন করে (হীরক-সদৃশ কেলাস গঠন)।
পরম শূন্যে সব ইলেকট্রন বন্ধনে আবদ্ধ, অন্তরকের মতো আচরণ; তাপমাত্রা বাড়লে কিছু বন্ধন ভেঙে ইলেকট্রন-হোল জোড় তৈরি হয়, পরিবাহিতা বাড়ে।
ধাতুতে মেটালিক বন্ধন ও মুক্ত ইলেকট্রন, NaCl-এ আয়নিক বন্ধন।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।