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 ২৯/৩৮
-
৫৬১
একটি ট্রানজিস্টরের কমন এমিটার বিন্যাসের ক্ষেত্রে 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: ঘ) β > 1
কমন এমিটার বিন্যাসে প্রবাহ লাভ β = ICIB। ভূমি প্রবাহ IB সংগ্রাহক প্রবাহ IC-এর তুলনায় অনেক ক্ষুদ্র হওয়ায় β সবসময় 1-এর চেয়ে অনেক বড় হয় (সাধারণত 20 থেকে কয়েকশ)। আবার β = α1 − α এবং α প্রায় 1 হওয়ায়ও β > 1। সঠিক উত্তর ঘ। -
৫৬২
পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকরণ ব্রিজ বর্তনীতে একটি ডায়োড অপসারণ করা হলে আউটপুট সংকেত কীরূপ 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। -
৫৬৩
নিচের লজিক বর্তনীটি কোন গেটের সমতুল্য?- ক NAND
- খ OR
- গ AND
- ঘ NOR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) NOR
প্রথম গেটটি OR, এর আউটপুট A + B।
দ্বিতীয় গেটটি দুই ইনপুট একসাথে যুক্ত NAND গেট, যা NOT গেটের মতো কাজ করে।
∴ Y = A + B
অর্থাৎ বর্তনীটি NOR গেটের সমতুল্য। সঠিক উত্তর ঘ। -
৫৬৪
চিত্রে A চিহ্নিত পিনটির নম্বর কত?
- ক 1
- খ 7
- গ 8
- ঘ 14
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 8
IC চিপের খাঁজ (Notch) বাম দিকে রেখে নিচের সারির বাম প্রান্ত থেকে পিন নম্বর 1 শুরু হয় এবং ঘড়ির কাঁটার বিপরীত দিকে গণনা চলে — নিচের সারি 1 থেকে 7, তারপর ওপরের সারি ডান থেকে বামে 8 থেকে 14। A পিনটি ওপরের সারির ডানতম পিন, তাই এর নম্বর 8। -
৫৬৫
একটি অপরিবাহী 2200 Å এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের আলো শোষণ করতে পারে। এর নিষিদ্ধ ব্যান্ডে 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: ?)
এখানে,
তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ = 2200 Å = 2.2 × 10−7 m
প্ল্যাঙ্কের ধ্রুবক, h = 6.63 × 10−34 Js
আলোর বেগ, c = 3 × 108 ms−1
নির্ণেয় শক্তি ব্যবধান, Eg = ?
আমরা জানি,
Eg = hcλ
= 6.63 × 10−34 × 3 × 1082.2 × 10−7 J
= 9.04 × 10−19 J
= 9.04 × 10−191.6 × 10−19 eV
∴ Eg ≈ 5.66 eV
সঠিক উত্তর ঙ। -
৫৬৬
তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে অর্ধ-পরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতার কী ঘটবে?
- 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 আরও বেশি সমযোজী বন্ধন ভেঙে মুক্ত ইলেকট্রন-হোল জোড়ার সংখ্যা উল্লেখযোগ্যভাবে বৃদ্ধি পায়। যদিও গতিশীলতা (mobility) সামান্য কমে, চার্জবাহকের সংখ্যা বৃদ্ধির প্রভাব প্রবল হওয়ায় তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধি পায় (রোধ কমে)। সঠিক উত্তর ক। -
৫৬৭
ঝোঁক 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)। -
৫৬৮
Ge-এর তৈরি একটি P ডায়োডকে সম্মুখী ঝোঁকে সংযুক্ত করায় নিচের I-V লেখচিত্র পাওয়া গেল। লেখচিত্র OP দ্বারা নির্দেশিত বিভবকে বলে---- ক বায়াসিং ভোল্টেজ
- খ বিভব বাধা ভোল্টেজ
- গ হল 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 (barrier বা knee potential) বলে। এই বিভবের আগে ডায়োডের মধ্য দিয়ে উল্লেখযোগ্য প্রবাহ শুরু হয় না; P বিন্দু অতিক্রম করার পরই প্রবাহ দ্রুত বৃদ্ধি পেতে শুরু করে। সঠিক উত্তর খ। -
৫৬৯
বর্তনীটির α-এর মান কত?- ক 0.67
- খ 0.995
- গ 1.5
- ঘ 2.0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 0.995
এখানে,
প্রবাহ লাভ, β = 200
(IB = 80 μA, তবে α নির্ণয়ে প্রয়োজন নেই)
নির্ণেয় α = ?
আমরা জানি,
α = β1 + β
= 2001 + 200
= 200201
∴ α = 0.995
সঠিক উত্তর খ। -
৫৭০
চিত্রের প্রদত্ত ডিভাইসটি---
(i) p-n-p ট্রানজিস্টর
(ii) দুর্বল সংকেত বিবর্ধিত করে
(iii) সুইচ হিসেবে ব্যবহৃত হয়
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: গ) ii ও iii
(i) চিত্রে নিঃসারকের তীরচিহ্ন পীঠ থেকে বাইরের দিকে, তাই এটি n-p-n ট্রানজিস্টর, p-n-p নয় — ভুল।
(ii) ট্রানজিস্টর দুর্বল সংকেতকে বিবর্ধিত করে — সঠিক।
(iii) ট্রানজিস্টর সুইচ হিসেবেও ব্যবহৃত হয় — সঠিক।
সুতরাং ii ও iii সঠিক। সঠিক উত্তর গ। -
৫৭১
নিচের চিত্রের আউটপুট কত?- ক P + Q
- খ P + Q
- গ P + Q
- ঘ P + Q
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) P + Q
প্রথম গেটটি OR, এর আউটপুট P + Q। এরপর NOT গেট এই আউটপুটকে উল্টে দেয়।
∴ আউটপুট = P + Q (অর্থাৎ বর্তনীটি NOR গেটের সমতুল্য)। সঠিক উত্তর গ। -
৫৭২
2 kΩ রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহ হবে---- ক 2.5 mA
- খ 2.65 mA
- গ 2.85 mA
- ঘ 3 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 2.5 mA
এখানে,
উৎসের বিভব, E = 6 V
Ge ডায়োডের নী ভোল্টেজ, VGe = 0.3 V
Si ডায়োডের নী ভোল্টেজ, VSi = 0.7 V
রোধ, R = 2 kΩ = 2 × 103 Ω
নির্ণেয় প্রবাহ, I = ?
আমরা জানি,
I = E − VGe − VSiR
= 6 − 0.3 − 0.72 × 103
= 52 × 103
∴ I = 2.5 × 10−3 A = 2.5 mA
সঠিক উত্তর ক। -
৫৭৩
ওপরের চিত্রের গেটটির আউটপুট কত?- ক Y = A + B
- খ Y = A ⊕ B
- গ Y = A + B
- ঘ Y = A ⊕ B
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) Y = A ⊕ B
চিত্রের গেটটির ইনপুটের দিকে দুটি বাঁকা রেখা এবং আউটপুটে কোনো বাবল নেই — এটি X-OR গেটের প্রতীক। X-OR গেটের আউটপুট Y = A ⊕ B = AB + AB। সঠিক উত্তর খ। -
৫৭৪
হেক্সাডেসিমেল সংখ্যা পদ্ধতির ভিত্তি কোনটি?
- ক 16
- খ 10
- গ 8
- ঘ 2
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 16
হেক্সাডেসিমেল সংখ্যা পদ্ধতিতে মোট 16টি প্রতীক (0–9 এবং A–F) ব্যবহৃত হয়, তাই এর ভিত্তি (base) 16। (বাইনারির ভিত্তি 2, অক্টালের 8, ডেসিমেলের 10।) সঠিক উত্তর ক। -
৫৭৫
অর্ধপরিবাহীর বৈশিষ্ট্য নয় কোনটি?
- ক তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে রোধ হ্রাস পায়
- খ গঠন কেলাস আকৃতির
- গ আপেক্ষিক রোধ 10−4 Ω-m — 0.5 Ω-m
- ঘ পরিবহণ ব্যান্ডে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) পরিবহণ ব্যান্ডে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকে
অর্ধপরিবাহীর মূল বৈশিষ্ট্যগুলো হলো: তাপমাত্রা বাড়লে রোধ কমে (ঋণাত্মক তাপ-সহগ), এদের গঠন কেলাসাকার (Si, Ge কেলাস), এবং আপেক্ষিক রোধ পরিবাহী ও অন্তরকের মাঝামাঝি (প্রায় 10−4 Ω-m থেকে 0.5 Ω-m)। কিন্তু "পরিবহণ ব্যান্ডে প্রচুর মুক্ত ইলেকট্রন থাকা" পরিবাহীর বৈশিষ্ট্য; অর্ধপরিবাহীতে সাধারণ তাপমাত্রায় পরিবহণ ব্যান্ডে অল্প সংখ্যক মুক্ত ইলেকট্রন থাকে। সঠিক উত্তর ঘ। -
৫৭৬
নিম্নলিখিত ট্রুথ টেবিলটি কোন গেটের জন্য প্রযোজ্য?
A B Y 0 0 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 - ক NAND
- খ NOR
- গ XNOR
- ঘ OR
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) XNOR
সারণিতে দুটি ইনপুট সমান হলে (0, 0 অথবা 1, 1) আউটপুট Y = 1 এবং ইনপুট ভিন্ন হলে Y = 0। এটি XNOR গেটের বৈশিষ্ট্য: Y = A ⊕ B = AB + AB। সঠিক উত্তর গ। -
৫৭৭
নিচের বর্তনীটির আউটপুট Y = 1 পেতে হলে নিচের ইনপুটগুলির মধ্যে কোনটি সঠিক?- ক A=1, B=0, C=0
- খ A=1, B=0, C=1
- গ A=1, B=1, C=0
- ঘ A=0, B=1, C=0
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) A=1, B=0, C=1
A ও B প্রথমে OR গেটে যায়, এর আউটপুট A + B। এরপর এই আউটপুট ও C AND গেটে যায়।
∴ Y = (A + B).C
Y = 1 হতে হলে C = 1 এবং A + B = 1 হতে হবে।
ক: (1 + 0).0 = 0
খ: (1 + 0).1 = 1
গ: (1 + 1).0 = 0
ঘ: (0 + 1).0 = 0
সঠিক উত্তর খ। -
৫৭৮
নিচের চিত্রে প্রদর্শিত আদর্শ p-n সংযোগ ডায়োডটির মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহমাত্রা হলো---- ক শূন্য
- খ 10 mA
- গ 20 mA
- ঘ 50 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 20 mA
চিত্রে উভয় কোষের ছোট (ঋণাত্মক) পাত উপরের দিকে এবং ধনাত্মক পাত ভূমিতে যুক্ত। ফলে ডায়োডের অ্যানোড প্রান্তের বিভব −1 V এবং রোধের অপর প্রান্তের বিভব −3 V। অ্যানোডের বিভব বেশি হওয়ায় ডায়োডটি সম্মুখী বায়াসে আছে (আদর্শ ডায়োডে বিভব পতন শূন্য)।
এখানে,
বিভব পার্থক্য, V = (−1) − (−3) = 2 V
রোধ, R = 100 Ω
আমরা জানি,
I = VR = 2100
∴ I = 0.02 A = 20 mA
সঠিক উত্তর গ। -
৫৭৯
2.5 eV নিষিদ্ধ অঞ্চলের শক্তি পার্থক্য (band gap) বিশিষ্ট একটি অর্ধপরিবাহীকে p-n ফটো ডায়োড তৈরিতে ব্যবহার করা হয়েছে। এটি যে তরঙ্গদৈর্ঘ্যের সংকেত অবেক্ষণ (detect) করতে পারে তা হলো---
- ক 4000 nm
- খ 6000 Å
- গ 6000 nm
- ঘ 4000 Å
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 4000 Å
এখানে,
শক্তি ব্যবধান, Eg = 2.5 eV = 2.5 × 1.6 × 10−19 J = 4 × 10−19 J
h = 6.63 × 10−34 Js, c = 3 × 108 ms−1
নির্ণেয় সর্বোচ্চ তরঙ্গদৈর্ঘ্য, λ = ?
আমরা জানি,
λ = hcEg
= 6.63 × 10−34 × 3 × 1084 × 10−19
= 4.97 × 10−7 m ≈ 4970 Å
ফটো ডায়োড কেবল এর চেয়ে ছোট তরঙ্গদৈর্ঘ্যের (অর্থাৎ 2.5 eV-এর বেশি শক্তির) আলো শনাক্ত করতে পারে। অপশনগুলোর মধ্যে কেবল 4000 Å এই সীমার চেয়ে ছোট। সঠিক উত্তর ঘ। -
৫৮০
দ্বি-পোলার NPN জাংশন ট্রানজিস্টর কাজ করার জন্য নিঃসারকের সাপেক্ষে বিভিন্ন তড়িৎদ্বারের পোলারিটি---
- ক সংগ্রাহক (+ve), ভূমি (−ve)
- খ সংগ্রাহক (−ve), ভূমি (+ve)
- গ সংগ্রাহক (−ve), ভূমি (−ve)
- ঘ সংগ্রাহক (+ve), ভূমি (+ve)
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সংগ্রাহক (+ve), ভূমি (+ve)
সক্রিয় (active) অবস্থায় n-p-n ট্রানজিস্টরে ভূমি-নিঃসারক জাংশন সম্মুখী বায়াসে এবং সংগ্রাহক-ভূমি জাংশন বিমুখী বায়াসে থাকতে হয়। ফলে নিঃসারকের সাপেক্ষে ভূমি সামান্য ধনাত্মক (প্রায় 0.7 V) এবং সংগ্রাহক আরও বেশি ধনাত্মক থাকে। অর্থাৎ সংগ্রাহক (+ve), ভূমি (+ve)। সঠিক উত্তর ঘ।
বিঃদ্রঃ বইয়ের উত্তরমালায় ক দেওয়া আছে, যা ভুল; নিঃসারকের সাপেক্ষে ভূমি ঋণাত্মক হলে ভূমি-নিঃসারক জাংশন বিমুখী বায়াসে চলে যায় এবং ট্রানজিস্টর কাজ করে না।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।