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 ৩৩/৩৮
-
৬৪১
p–n জাংশনে বিমুখী ঝোঁক প্রদান করলে নিঃশেষিত স্তর —
- ক হ্রাস পায়
- খ বৃদ্ধি পায়
- গ একই থাকে
- ঘ বিলুপ্ত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বৃদ্ধি পায়
বিমুখী ঝোঁকে p অঞ্চলের হোল ও n অঞ্চলের ইলেকট্রন ব্যাটারির টানে জাংশন থেকে দূরে সরে যায়, ফলে জাংশনের দুই পাশে অনাবৃত আয়নের সংখ্যা বাড়ে — নিঃশেষিত স্তর প্রশস্ত হয় (বৃদ্ধি পায়)। (দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (গ) দেওয়া আছে; ১০ক ২৫ নং-এ একই প্রশ্নের উত্তর (খ) বৃদ্ধি পায়।) -
৬৪২
p – n জাংশনের সংযোগস্থলে ডিপ্লেশন স্তরের সৃষ্টির কারণ —
- ক হোলের তাড়ন
- খ আধান বাহকের ব্যাপন
- গ ইলেকট্রনের তাড়ন
- ঘ অপদ্রব আয়নের স্থানান্তর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আধান বাহকের ব্যাপন
p-n জাংশন তৈরির সাথে সাথে ঘনত্বের পার্থক্যের কারণে n অঞ্চলের ইলেকট্রন p অঞ্চলে এবং p অঞ্চলের হোল n অঞ্চলে ব্যাপিত হয়ে পরস্পর পুনর্মিলিত হয়। ফলে জাংশনের দুই পাশে আধান বাহকশূন্য একটি স্তর (কেবল স্থির আয়ন) তৈরি হয় — এটিই ডিপ্লেশন স্তর। অর্থাৎ এর কারণ আধান বাহকের ব্যাপন। -
৬৪৩
p – n জাংশন কখন সম্মুখী ঝোঁকে থাকে ?
- ক যখন জাংশনে বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করা হয় না
- খ যখন p-টাইপ ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ঋণাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
- গ যখন p-টাইপ ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ধনাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
- ঘ যখন জাংশনে চৌম্বকক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) যখন p-টাইপ ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ঋণাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
p-টাইপ প্রান্ত ব্যাটারির ধনাত্মক এবং n-টাইপ প্রান্ত ঋণাত্মক প্রান্তে যুক্ত করলে বাহ্যিক বিভব বিভব প্রাচীরের বিপরীতে কাজ করে, প্রাচীর কমে যায় এবং প্রবাহ চলে — একে সম্মুখী ঝোঁক বলে। -
৬৪৪
p – n জাংশন কখন বিমুখী ঝোঁকে থাকে ?
- ক যখন জাংশনে বিভব পার্থক্য প্রয়োগ করা হয় না
- খ যখন p-টাইপ ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ঋণাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
- গ যখন p-টাইপ ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ধনাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
- ঘ যখন জাংশনে চৌম্বকক্ষেত্র প্রয়োগ করা হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) যখন p-টাইপ ব্যাটারির ঋণাত্মক প্রান্তে এবং n-টাইপ ধনাত্মক প্রান্তে সংযোগ দেওয়া হয়
p-টাইপ প্রান্ত ব্যাটারির ঋণাত্মক এবং n-টাইপ প্রান্ত ধনাত্মক প্রান্তে যুক্ত করলে বিভব প্রাচীর বাড়ে, নিঃশেষিত স্তর প্রশস্ত হয় এবং প্রায় কোনো প্রবাহ চলে না — একে বিমুখী ঝোঁক বলে। -
৬৪৫
সেমিকন্ডাক্টর রূপে ব্যবহৃত অপধাতুর প্রতীক হলো —
- ক Cu
- খ Al
- গ Ge
- ঘ Zn
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) Ge
জার্মেনিয়াম (Ge) ও সিলিকন (Si) হলো চতুর্যোজী অপধাতু যা সেমিকন্ডাক্টর হিসেবে ব্যবহৃত হয়। Cu, Al, Zn ধাতু — এরা পরিবাহী। -
৬৪৬
বিমুখী ঝোঁকে ভোল্টেজ ক্রমশ বাড়তে থাকলে একটি বিশেষ ভোল্টেজে প্রবাহমাত্রা হঠাৎ খুব বেড়ে যায়, এ ভোল্টেজকে কী বলা হয় ?
- ক হল ভোল্টেজ
- খ লরেঞ্জ ভোল্টেজ
- গ জেনার ভোল্টেজ
- ঘ কোনোটিই নয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) জেনার ভোল্টেজ
বিমুখী ঝোঁকে ভোল্টেজ বাড়াতে থাকলে একটি নির্দিষ্ট ভোল্টেজে জাংশন ভেঙে পড়ে (Breakdown) এবং প্রবাহ হঠাৎ খুব বেড়ে যায়। এ ভোল্টেজকে জেনার ভোল্টেজ বা ভাঙন (বিনাশী) ভোল্টেজ বলে। জেনার ডায়োড এ নীতিতে ভোল্টেজ স্থিতিকারক হিসেবে কাজ করে। -
৬৪৭
n-type অর্ধ-পরিবাহীর জন্য আধান বাহক হিসেবে নিচের কোনটি সঠিক ?
- ক সংখ্যাগুরু বাহক: হোল; সংখ্যালঘু বাহক: ইলেকট্রন
- খ সংখ্যাগুরু বাহক: ইলেকট্রন; সংখ্যালঘু বাহক: হোল
- গ সংখ্যাগুরু বাহক: হোল; সংখ্যালঘু বাহক: হোল
- ঘ সংখ্যাগুরু বাহক: ইলেকট্রন; সংখ্যালঘু বাহক: ইলেকট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) সংখ্যাগুরু বাহক: ইলেকট্রন; সংখ্যালঘু বাহক: হোল
n-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে পঞ্চযোজী অপদ্রব অতিরিক্ত ইলেকট্রন সরবরাহ করে, তাই সংখ্যাগুরু বাহক ইলেকট্রন; তাপীয় কারণে সৃষ্ট অল্পসংখ্যক হোল হলো সংখ্যালঘু বাহক। -
৬৪৮
ডায়োডকে বিমুখী বায়াস করলে নিঃশেষিত স্তর (Depletion Layer)—
- ক হ্রাস পায়
- খ বৃদ্ধি পায়
- গ একই থাকে
- ঘ বিলুপ্ত হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বৃদ্ধি পায়
বিমুখী বায়াসে বাহ্যিক বিভব বিভব প্রাচীরের দিকে কাজ করে; সংখ্যাগুরু বাহকগুলো জাংশন থেকে দূরে সরে যায়, ফলে নিঃশেষিত স্তর প্রশস্ত হয় (বৃদ্ধি পায়)। -
৬৪৯
একটি 1.5 V বাল্ব একটি ডায়োডের সাথে দুটি 15 V এ.সি. এবং দুটি 15 V ডি.সি.-তে চিত্রানুযায়ী বিভিন্ন সংযোগে সংযুক্ত। কোন বর্তনীটিতে বাল্বটি একবারেই জ্বলবে না ?
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক)
ডায়োড কেবল সম্মুখী ঝোঁকে (তীর চিহ্নের দিকে) প্রবাহ চালায়।
(ক) ডিসি উৎসের ধনাত্মক প্রান্ত ডায়োডের ক্যাথোডে যুক্ত — ডায়োড সবসময় বিমুখী ঝোঁকে, তাই বাল্ব একবারেই জ্বলবে না।
(খ) ও (ঘ) এসি উৎসে প্রতি চক্রের অর্ধেক সময় ডায়োড সম্মুখী ঝোঁকে থাকে, তাই বাল্ব জ্বলবে (অর্ধ-তরঙ্গে)।
(গ) ডিসি উৎসের ধনাত্মক প্রান্ত অ্যানোডে — সম্মুখী ঝোঁক, বাল্ব জ্বলবে। -
৬৫০
নিচের কোন ডিভাইস এসিকে ডিসিতে রূপান্তর করে ?
- ক ভোল্টমিটার
- খ ডায়োড
- গ অ্যামমিটার
- ঘ ট্রানজিস্টর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) ডায়োড
ডায়োড একমুখী পরিবাহী — সম্মুখী ঝোঁকে প্রবাহ চালায়, বিমুখী ঝোঁকে চালায় না। তাই এসি-র এক অর্ধচক্র আটকে দিয়ে এটি এসি-কে ডিসি-তে রূপান্তর করে (একমুখীকরণ বা রেকটিফিকেশন)। -
৬৫১
p–n জাংশন ব্যবহার করা যায় —
(i) বিবর্ধক হিসেবে (ii) একমুখীকারক হিসেবে (iii) ভোল্টেজ স্থিতিকারক হিসেবে
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) বিবর্ধক হিসেবে ট্রানজিস্টর ব্যবহৃত হয়, p-n জাংশন ডায়োড নয় — ভুল।
(ii) p-n জাংশন ডায়োড একমুখীকারক (রেকটিফায়ার) হিসেবে কাজ করে — সঠিক।
(iii) জেনার ডায়োড (বিশেষ p-n জাংশন) ভোল্টেজ স্থিতিকারক হিসেবে কাজ করে — সঠিক।
∴ ii ও iii সঠিক। -
৬৫২
অর্ধপরিবাহীর ক্ষেত্রে প্রযোজ্য —
(i) এদের রোধকত্ব প্রায় 10-4 Ω m
(ii) পরমশূন্য তাপমাত্রায় এরা অন্তরক হিসেবে কাজ করে
(iii) পরিবহণ ও যোজনব্যান্ডের মধ্যবর্তী দূরত্ব 1.1 eV এর কম
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: ঘ) i, ii ও iii
(i) পাঠ্যবই অনুযায়ী অর্ধপরিবাহীর রোধকত্ব প্রায় 10-4 Ω m ক্রমের — সঠিক।
(ii) 0 K তাপমাত্রায় পরিবহণব্যান্ডে কোনো ইলেকট্রন থাকে না, তাই এরা অন্তরক — সঠিক।
(iii) অর্ধপরিবাহীর নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান ছোট, প্রায় 1 eV ক্রমের (Ge ≈ 0.7 eV, Si ≈ 1.1 eV) — সঠিক।
∴ i, ii ও iii সঠিক। -
৬৫৩
p-টাইপ সেমিকন্ডাক্টর হচ্ছে —
(i) অ্যালুমিনিয়াম ডোপায়িত সিলিকন
(ii) বোরন ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
(iii) ফসফরাস ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i ও ii
ত্রিযোজী অপদ্রব (B, Al, Ga, In) মেশালে p-টাইপ এবং পঞ্চযোজী (P, As, Sb) মেশালে n-টাইপ অর্ধপরিবাহী হয়।
(i) Al ত্রিযোজী → p-টাইপ — সঠিক।
(ii) বোরন ত্রিযোজী → p-টাইপ — সঠিক।
(iii) ফসফরাস পঞ্চযোজী → n-টাইপ — ভুল।
∴ i ও ii সঠিক। -
৬৫৪
n- টাইপ সেমিকন্ডাক্টর হচ্ছে —
(i) আর্সেনিক ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
(ii) ফসফরাস ডোপায়িত সিলিকন
(iii) গ্যালিয়াম ডোপায়িত জার্মেনিয়াম
নিচের কোনটি সঠিক ?- ক i ও ii
- খ ii ও iii
- গ i ও iii
- ঘ i, ii ও iii
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) i ও ii
(i) আর্সেনিক পঞ্চযোজী → n-টাইপ — সঠিক।
(ii) ফসফরাস পঞ্চযোজী → n-টাইপ — সঠিক।
(iii) গ্যালিয়াম ত্রিযোজী → p-টাইপ — ভুল।
∴ i ও ii সঠিক। (দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (গ) দেওয়া আছে, কিন্তু গ্যালিয়াম ডোপায়িত জার্মেনিয়াম p-টাইপ।) -
৬৫৫
স্বাভাবিক তাপমাত্রায় p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর আধান কোনটি (কোনগুলো) ?
- ক শুধুমাত্র হোল
- খ শুধুমাত্র ইলেকট্রন
- গ ধনাত্মক আয়ন
- ঘ হোল এবং ইলেকট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) হোল এবং ইলেকট্রন
স্বাভাবিক তাপমাত্রায় p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে সংখ্যাগুরু বাহক হোল (ত্রিযোজী অপদ্রব থেকে) এবং তাপীয়ভাবে সৃষ্ট ইলেকট্রন-হোল জোড় থেকে কিছু ইলেকট্রন সংখ্যালঘু বাহক হিসেবে থাকে। তাই আধান বাহক হোল এবং ইলেকট্রন উভয়ই। -
৬৫৬
p–n জাংশন সংযোগস্থলে ডিপ্লেশন স্তরের সৃষ্টির কারণ হলো —
- ক অপদ্রব আয়ন
- খ আধান বাহকের ব্যাপন
- গ ইলেকট্রনের তাড়ন
- ঘ হোলের তাড়ন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আধান বাহকের ব্যাপন
জাংশনের দুই পাশে বাহকের ঘনত্বের পার্থক্যের কারণে n অঞ্চলের ইলেকট্রন p অঞ্চলে এবং p অঞ্চলের হোল n অঞ্চলে ব্যাপিত হয়ে পুনর্মিলিত হয়; ফলে জাংশনের কাছে বাহকশূন্য ডিপ্লেশন স্তর সৃষ্টি হয়। কারণ — আধান বাহকের ব্যাপন। -
৬৫৭
নিচের কোনটিকে ডোপেন্ট হিসেবে ব্যবহার করলে p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর ধর্ম পাওয়া যাবে না ?
- ক অ্যালুমিনিয়াম
- খ এন্টিমনি
- গ গ্যালিয়াম
- ঘ ইন্ডিয়াম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) এন্টিমনি
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর জন্য ত্রিযোজী ডোপেন্ট (Al, Ga, In, B) দরকার। এন্টিমনি (Sb) পঞ্চযোজী — এটি মেশালে n-টাইপ অর্ধপরিবাহী হয়, p-টাইপ নয়। -
৬৫৮
ক্রিকেট খেলায় ব্যবহার হয় ইলেকট্রনিক স্কোরবোর্ড ডিসপ্লে। সাধারণত তা কী ধরনের অর্ধপরিবাহী দিয়ে তৈরি ?
[জা. বি ২০১৭–২০১৮]- ক ট্রানজিস্টর
- খ আলোক নিঃসরক ডায়োড
- গ সৌরকোষ
- ঘ ফিল্ড ইফেক্ট ট্রানজিস্টর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) আলোক নিঃসরক ডায়োড
ইলেকট্রনিক স্কোরবোর্ড ডিসপ্লেতে আলোক নিঃসরক ডায়োড (LED) ব্যবহৃত হয়। সম্মুখী ঝোঁকে LED-তে ইলেকট্রন ও হোলের পুনর্মিলনে শক্তি আলোরূপে নিঃসৃত হয়; এরা কম শক্তি খরচ করে, উজ্জ্বল ও দীর্ঘস্থায়ী। -
৬৫৯
একটি অপদ্রবযুক্ত অর্ধপরিবাহী p-অথবা n-ধরন নির্ণয় করা হয় —
- ক এর বিদ্যুৎ পরিবাহিতা মেপে
- খ হল-ইফেক্ট পরীক্ষার সাহায্যে
- গ এর তাপ ধারকত্ব মেপে
- ঘ এর রোধের সহগ মেপে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) হল-ইফেক্ট পরীক্ষার সাহায্যে
হল ক্রিয়ায় চৌম্বকক্ষেত্রে প্রবাহবাহী অর্ধপরিবাহীর দুই পাশে হল বিভব সৃষ্টি হয়। হল বিভবের চিহ্ন (ধনাত্মক/ঋণাত্মক) থেকে সংখ্যাগুরু বাহক হোল না ইলেকট্রন তা জানা যায় — অর্থাৎ অর্ধপরিবাহীটি p না n-টাইপ তা নির্ণয় করা যায়। -
৬৬০
পরমশূন্য তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা কত ?
- ক 0 (ohm‑m)-1
- খ 103 (ohm‑m)-1
- গ অসীম
- ঘ 10-7 (ohm‑m)-1
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) 0 (ohm‑m)-1
পরমশূন্য (0 K) তাপমাত্রায় বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর সকল ইলেকট্রন যোজনব্যান্ডে আবদ্ধ থাকে, পরিবহণব্যান্ড সম্পূর্ণ খালি। কোনো মুক্ত আধান বাহক না থাকায় এটি পূর্ণ অন্তরক — পরিবাহিতা 0 (ohm-m)-1। (দ্রষ্টব্য: বইয়ের উত্তরমালায় (খ) দেওয়া আছে, তবে 0 K-এ বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা শূন্য।)
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।