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 ৫/৩৮
-
৮১
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে হোল কীভাবে তৈরি হয়?
- ক ত্রিযোজী পরমাণুর অসম্পূর্ণ বন্ধনে ইলেকট্রনের শূন্যস্থান থেকে
- খ অতিরিক্ত ইলেকট্রন থেকে
- গ নিউক্লিয়াস ভেঙে
- ঘ তাপ ছাড়া হোল তৈরি হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ত্রিযোজী পরমাণুর অসম্পূর্ণ বন্ধনে ইলেকট্রনের শূন্যস্থান থেকে
ত্রিযোজী পরমাণুর চতুর্থ বন্ধনে একটি ইলেকট্রনের ঘাটতি থাকে — এই শূন্যস্থানই হোল।
পাশের বন্ধনের ইলেকট্রন সেখানে সরে এলে হোলটি সরে যায়, ফলে হোল স্ফটিকজুড়ে চলাচল করতে পারে। -
৮২
ব্যান্ড চিত্রে গ্রহীতা শক্তিস্তর কোথায় থাকে?
- ক যোজন ব্যান্ডের ঠিক ওপরে
- খ পরিবহন ব্যান্ডের ঠিক নিচে
- গ নিষিদ্ধ ব্যবধানের ঠিক মাঝখানে
- ঘ যোজন ব্যান্ডের নিচে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) যোজন ব্যান্ডের ঠিক ওপরে
গ্রহীতা স্তরটি খালি এবং যোজন ব্যান্ডের ঠিক ওপরে (প্রায় 0.05 eV দূরে) থাকে।
যোজন ব্যান্ডের ইলেকট্রন সামান্য তাপশক্তিতেই সেখানে উঠে যায় ও পিছনে হোল রেখে যায়। দাতা স্তর ঠিক উল্টো দিকে — পরিবহন ব্যান্ডের নিচে। -
৮৩
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে সংখ্যাগুরু ও সংখ্যালঘু বাহক কোনগুলো?
- ক সংখ্যাগুরু ইলেকট্রন, সংখ্যালঘু হোল
- খ দুইটিই সমান
- গ শুধু হোল থাকে
- ঘ সংখ্যাগুরু হোল, সংখ্যালঘু ইলেকট্রন
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সংখ্যাগুরু হোল, সংখ্যালঘু ইলেকট্রন
গ্রহীতা পরমাণু বিপুল সংখ্যক হোল তৈরি করে, তাই হোল সংখ্যাগুরু।
তাপে সৃষ্ট অল্প কিছু ইলেকট্রনই সংখ্যালঘু বাহক। n-টাইপে ঠিক উল্টো। -
৮৪
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে "p" অক্ষরটি কী নির্দেশ করে?
- ক পুরো নমুনাটি ধনাত্মক আধানযুক্ত
- খ পঞ্চযোজী অপদ্রব্য মেশানো হয়েছে
- গ সংখ্যাগুরু আধান বাহক ধনাত্মক (হোল)
- ঘ নমুনাটি প্রোটন সমৃদ্ধ
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সংখ্যাগুরু আধান বাহক ধনাত্মক (হোল)
"p" এসেছে positive charge carrier অর্থাৎ হোল থেকে — সংখ্যাগুরু বাহক ধনাত্মক।
এটি মোটেও বোঝায় না যে নমুনাটি ধনাত্মক; প্রতিটি হোলের বিপরীতে একটি স্থির ঋণাত্মক গ্রহীতা আয়ন থাকায় নমুনা সম্পূর্ণ নিরপেক্ষ। -
৮৫
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে তড়িৎ প্রবাহ মূলত কীসের কারণে ঘটে?
- ক ইলেকট্রনের চলাচলে
- খ ঋণাত্মক আয়নের চলাচলে
- গ হোলের চলাচলে
- ঘ প্রোটনের চলাচলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) হোলের চলাচলে
সংখ্যাগুরু বাহক হোল, তাই প্রবাহের প্রায় পুরোটাই হোল প্রবাহ।
হোল আসলে যোজন ব্যান্ডে ইলেকট্রনের ধাপে ধাপে সরণ, কিন্তু ফল দাঁড়ায় ধনাত্মক বাহকের চলাচলের মতোই। -
৮৬
নিচের কোনটি p-টাইপ ডোপিংয়ে ব্যবহৃত হয়?
- ক বোরন
- খ ফসফরাস
- গ আর্সেনিক
- ঘ অ্যান্টিমনি
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বোরন
বোরন (B) ত্রিযোজী, তাই এটি গ্রহীতা — p-টাইপ তৈরি করে।
ফসফরাস, আর্সেনিক ও অ্যান্টিমনি তিনটিই পঞ্চযোজী, তাই এরা দাতা এবং n-টাইপ তৈরি করে। -
৮৭
গ্রহীতা পরমাণু ইলেকট্রন গ্রহণ করার পর কী হয়?
- ক মুক্ত ঋণাত্মক আয়ন হয়ে ঘুরে বেড়ায়
- খ নিরপেক্ষই থাকে
- গ জালিকায় স্থির ঋণাত্মক আয়ন হয়ে থাকে
- ঘ ধনাত্মক আয়ন হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) জালিকায় স্থির ঋণাত্মক আয়ন হয়ে থাকে
ইলেকট্রন গ্রহণ করে গ্রহীতা ঋণাত্মক আয়নে পরিণত হয়, কিন্তু সে সমযোজী বন্ধনে আটকে স্থির থাকে।
তাই সে প্রবাহে অংশ নেয় না; শুধু চলমান হোলটিই প্রবাহ বহন করে। -
৮৮
গ্রহীতা পরমাণুর আয়নীকরণ শক্তি কেমন?
- ক ব্যান্ড ব্যবধানের সমান
- খ খুব বেশি, প্রায় 5 eV
- গ খুব কম, প্রায় 0.05 eV
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) খুব কম, প্রায় 0.05 eV
গ্রহীতা স্তর যোজন ব্যান্ডের অতি কাছে, তাই ইলেকট্রনকে সেখানে তুলতে মাত্র প্রায় 0.05 eV লাগে।
এত কম শক্তি কক্ষ তাপমাত্রায় সহজেই পাওয়া যায়, তাই প্রায় সব গ্রহীতা পরমাণুই আয়নিত হয়ে যায় ও হোল তৈরি হয়। -
৮৯
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে হোল প্রবাহ আসলে কী?
- ক যোজন ব্যান্ডে ইলেকট্রনের ধাপে ধাপে সরণ
- খ ধনাত্মক কণার প্রকৃত চলাচল
- গ প্রোটনের চলাচল
- ঘ গ্রহীতা আয়নের চলাচল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) যোজন ব্যান্ডে ইলেকট্রনের ধাপে ধাপে সরণ
হোল কোনো বাস্তব কণা নয়। পাশের বন্ধনের ইলেকট্রন শূন্যস্থানে সরে এলে শূন্যস্থানটি উল্টো দিকে সরে যায়।
অর্থাৎ হোল প্রবাহ আসলে যোজন ব্যান্ডে ইলেকট্রনের ধাপে ধাপে সরণ, তবে ফল দাঁড়ায় ধনাত্মক বাহকের চলাচলের মতোই। এজন্যই হোলের গতিশীলতা ইলেকট্রনের চেয়ে কম। -
৯০
n-টাইপ ও p-টাইপ অর্ধপরিবাহীর মধ্যে মূল পার্থক্য কোনটি?
- ক একটি নিরপেক্ষ, অন্যটি আধানযুক্ত
- খ একটিতে সিলিকন, অন্যটিতে জার্মেনিয়াম
- গ একটিতে ব্যান্ড ব্যবধান নেই
- ঘ একটিতে দাতা মেশানো ও সংখ্যাগুরু ইলেকট্রন, অন্যটিতে গ্রহীতা ও সংখ্যাগুরু হোল
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) একটিতে দাতা মেশানো ও সংখ্যাগুরু ইলেকট্রন, অন্যটিতে গ্রহীতা ও সংখ্যাগুরু হোল
n-টাইপ: পঞ্চযোজী দাতা, সংখ্যাগুরু ইলেকট্রন।
p-টাইপ: ত্রিযোজী গ্রহীতা, সংখ্যাগুরু হোল।
দুইটিই তড়িৎ নিরপেক্ষ এবং দুইটিরই মূল উপাদান একই (Si বা Ge)। -
৯১
ত্রিযোজী মৌলের একটি বৈশিষ্ট্য কোনটি?
- ক বাইরের কক্ষপথে ৫টি ইলেকট্রন থাকে
- খ বাইরের কক্ষপথে ৩টি ইলেকট্রন থাকে
- গ বাইরের কক্ষপথে ৪টি ইলেকট্রন থাকে
- ঘ কোনো যোজন ইলেকট্রন থাকে না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) বাইরের কক্ষপথে ৩টি ইলেকট্রন থাকে
ত্রিযোজী মৌলের যোজন ইলেকট্রন ৩টি (গ্রুপ ১৩)।
সিলিকনের চারটি বন্ধনের একটি অপূর্ণ থেকে যায়, তাই হোল তৈরি হয় ও p-টাইপ পাওয়া যায়। -
৯২
p-টাইপ অর্ধপরিবাহীতে হোলের সংখ্যা প্রায় কীসের সমান?
- ক বিশুদ্ধ বাহক ঘনত্বের
- খ মোট সিলিকন পরমাণুর সংখ্যার
- গ গ্রহীতা পরমাণুর সংখ্যার
- ঘ শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) গ্রহীতা পরমাণুর সংখ্যার
কক্ষ তাপমাত্রায় প্রায় সব গ্রহীতা পরমাণুই আয়নিত হয়ে একটি করে হোল দেয়।
তাই nh ≈ NA (গ্রহীতা ঘনত্ব) — তাপে সৃষ্ট হোল এর তুলনায় নগণ্য। -
৯৩
p-টাইপ ও n-টাইপ অর্ধপরিবাহী আলাদাভাবে রাখলে কি তারা ডায়োডের মতো কাজ করে?
- ক হ্যাঁ, আলাদাভাবেই কাজ করে
- খ না, একটিমাত্র জংশনে জোড়া লাগালেই তা সম্ভব
- গ হ্যাঁ, শুধু p-টাইপ কাজ করে
- ঘ হ্যাঁ, শুধু n-টাইপ কাজ করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) না, একটিমাত্র জংশনে জোড়া লাগালেই তা সম্ভব
আলাদাভাবে দুইটিই সাধারণ রোধের মতো আচরণ করে — দুই দিকেই সমানভাবে প্রবাহ চলে।
একটিমাত্র স্ফটিকের মধ্যে p-n জংশন তৈরি করলেই তবে একমুখী ধর্ম দেখা যায়। এই জংশনই সব অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের ভিত্তি। -
৯৪
ভরক্রিয়া সূত্র (mass action law) কী বলে?
- ক nenh = ni²
- খ ne + nh = ni
- গ ne = nh
- ঘ ne − nh = ni
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) nenh = ni²
একটি নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় nenh = ni² — গুণফল সবসময় ধ্রুব, ডোপিং যাই হোক।
তাই এক বাহক বাড়ালে অন্যটি অবশ্যই কমে যায়। -
৯৫
বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীতে সংখ্যালঘু বাহকের সংখ্যা কীসের ওপর বেশি নির্ভর করে?
- ক ডোপিংয়ের মাত্রার ওপর
- খ নমুনার আকারের ওপর
- গ তাপমাত্রার ওপর
- ঘ প্রয়োগ করা বিভবের ওপর
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) তাপমাত্রার ওপর
সংখ্যালঘু বাহক আসে তাপীয়ভাবে সৃষ্ট জোড়া থেকে, তাই তারা তাপমাত্রার ওপর অত্যন্ত সংবেদনশীল।
সংখ্যাগুরু বাহক আসে ডোপিং থেকে, তাই তারা তাপে প্রায় অপরিবর্তিত। ট্রানজিস্টরের লিকেজ প্রবাহ তাপে বেড়ে যাওয়ার কারণ এটিই। -
৯৬
তাপমাত্রা অত্যন্ত বাড়ালে বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর কী হয়?
- ক তাপীয় বাহক এত বেড়ে যায় যে এটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর মতো আচরণ করে
- খ এটি অন্তরক হয়ে যায়
- গ ডোপিং নষ্ট হয়ে যায়
- ঘ কোনো পরিবর্তন হয় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) তাপীয় বাহক এত বেড়ে যায় যে এটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহীর মতো আচরণ করে
উচ্চ তাপমাত্রায় ni সূচকীয়ভাবে বেড়ে ডোপিংজনিত বাহককেও ছাড়িয়ে যায়।
তখন ne ≈ nh হয়ে যায় ও নমুনা বিশুদ্ধের মতো আচরণ করে — ডিভাইসটি তখন আর কাজ করে না। এজন্যই তাপ অপনোদন গুরুত্বপূর্ণ। -
৯৭
ডোপিং করা অর্ধপরিবাহীর রোধ বিশুদ্ধ অবস্থার তুলনায় কেমন?
- ক অনেক বেশি
- খ অনেক কম
- গ প্রায় সমান
- ঘ অসীম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) অনেক কম
ডোপিংয়ে বাহক সংখ্যা লক্ষ গুণ বেড়ে যায়, আর রোধ বাহক সংখ্যার ব্যস্তানুপাতিক।
তাই ডোপ করা নমুনার রোধ অনেক কম। ডোপিংয়ের মাত্রা বদলে রোধ ইচ্ছেমতো নিয়ন্ত্রণ করা যায়। -
৯৮
ডোপিংয়ের পর অর্ধপরিবাহীর স্ফটিক গঠনের কী হয়?
- ক সম্পূর্ণ ভেঙে যায়
- খ তরলে পরিণত হয়
- গ অনিয়মিত হয়ে যায়
- ঘ প্রায় অক্ষুণ্ণ থাকে, অপদ্রব্য পরমাণু জালিকার স্থান দখল করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) প্রায় অক্ষুণ্ণ থাকে, অপদ্রব্য পরমাণু জালিকার স্থান দখল করে
অপদ্রব্য পরমাণুর আকার সিলিকনের কাছাকাছি হওয়ায় সে জালিকায় একটি সিলিকন পরমাণুর স্থান দখল করে বসে।
অনুপাত অতি সামান্য বলে স্ফটিক গঠন প্রায় অক্ষুণ্ণই থাকে — এজন্যই ব্যান্ড ব্যবধানও বদলায় না। -
৯৯
n-টাইপ ও p-টাইপ দুইটিতেই তাপমাত্রা বাড়ালে রোধের কী হয়?
- ক দুইটিতেই কমে যায়
- খ দুইটিতেই বেড়ে যায়
- গ n-টাইপে কমে, p-টাইপে বাড়ে
- ঘ কোনোটিতেই বদলায় না
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) দুইটিতেই কমে যায়
তাপ বাড়লে দুই ক্ষেত্রেই বাড়তি ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয় ও মোট বাহক সংখ্যা বাড়ে।
তাই দুইটিরই রোধ কমে — ঋণাত্মক তাপমাত্রা সহগ n ও p উভয়ের জন্যই প্রযোজ্য। -
১০০
বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর প্রধান সুবিধা কী?
- ক এটি সস্তা
- খ এর ব্যান্ড ব্যবধান শূন্য
- গ পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রিতভাবে ও তাপ-নিরপেক্ষভাবে নির্ধারণ করা যায়
- ঘ এটি সবসময় অন্তরক
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) পরিবাহিতা নিয়ন্ত্রিতভাবে ও তাপ-নিরপেক্ষভাবে নির্ধারণ করা যায়
ডোপিংয়ের মাত্রা বদলে বাহক ঘনত্ব ইচ্ছেমতো নির্ধারণ করা যায়, আর তা তাপমাত্রার ওপর প্রায় নির্ভর করে না।
এই পূর্বানুমেয়তা ও স্থিতিশীলতাই ডায়োড, ট্রানজিস্টর ও IC তৈরি সম্ভব করেছে।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।