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 ৭/৩৮
-
১২১
নিঃশেষিত স্তর অন্তরকের মতো আচরণ করে কেন?
- ক সেখানে কোনো পরমাণু নেই
- খ সেখানে ব্যান্ড ব্যবধান অসীম
- গ সেখানে তাপমাত্রা শূন্য
- ঘ সেখানে কোনো মুক্ত আধান বাহক নেই
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) সেখানে কোনো মুক্ত আধান বাহক নেই
ব্যাপন ও পুনর্মিলনের পর ওই অঞ্চলে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোল কিছুই থাকে না, কেবল স্থির আয়ন।
মুক্ত বাহক ছাড়া প্রবাহ সম্ভব নয়, তাই এটি অন্তরকের মতো — দুই পাশের পরিবাহী অঞ্চল মিলে এটি ধারকের মতোও আচরণ করে। -
১২২
ডোপিংয়ের মাত্রা বাড়ালে নিঃশেষিত স্তরের প্রস্থের কী হয়?
- ক বেড়ে যায়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ কমে যায়
- ঘ শূন্য হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কমে যায়
বেশি ডোপিং মানে প্রতি একক আয়তনে বেশি আয়ন। প্রয়োজনীয় আধান জোগাতে তাই কম প্রস্থই যথেষ্ট।
ফলে নিঃশেষিত স্তর সরু হয়ে যায়। খুব বেশি ডোপিং করলে স্তর এত সরু হয় যে টানেলিং শুরু হয় — জেনার ভাঙনের ভিত্তি এটিই। -
১২৩
তাপমাত্রা বাড়ালে p-n জংশনের বিভব বাধার কী হয়?
- ক বেড়ে যায়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ কমে যায়
- ঘ দ্বিগুণ হয়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) কমে যায়
তাপে বাড়তি ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়ে বাহক ঘনত্ব বাড়ে ও ফার্মি স্তর ব্যবধানের মাঝের দিকে সরে আসে।
ফলে বিভব বাধা কমে যায় — সিলিকনে প্রায় প্রতি ডিগ্রিতে 2 mV করে। এজন্যই তাপে ডায়োডের আচরণ বদলে যায়। -
১২৪
p-n জংশন একমুখী পরিবহন করে কেন?
- ক এক দিকে বাহক নেই বলে
- খ এক দিকে বায়াস দিলে বাধা কমে, উল্টো দিকে বাড়ে
- গ এক দিকে রোধ শূন্য বলে
- ঘ এক দিকে ব্যান্ড ব্যবধান শূন্য বলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) এক দিকে বায়াস দিলে বাধা কমে, উল্টো দিকে বাড়ে
সম্মুখ বায়াসে বাইরের বিভব অভ্যন্তরীণ বাধাকে প্রশমিত করে, তাই সংখ্যাগুরু বাহক সহজে পার হয়।
বিমুখী বায়াসে বাইরের বিভব বাধাকে আরও বাড়িয়ে দেয়, তাই কার্যত কোনো প্রবাহ হয় না। এই অসমতাই একমুখী ধর্মের কারণ। -
১২৫
নিঃশেষিত স্তরে তড়িৎ ক্ষেত্রের প্রাবল্য কোথায় সর্বোচ্চ?
- ক ঠিক জংশনে
- খ p অংশের প্রান্তে
- গ n অংশের প্রান্তে
- ঘ সব জায়গায় সমান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ঠিক জংশনে
দুই পাশের বিপরীত আয়নের আধান জমা হওয়ার কারণে ক্ষেত্র ঠিক জংশনে সর্বোচ্চ হয় এবং দুই প্রান্তে গিয়ে শূন্যে নামে।
এজন্যই ভাঙন সবসময় জংশনের কাছেই শুরু হয়। -
১২৬
p-n জংশনে ব্যাপন প্রবাহ ও ড্রিফট প্রবাহের দিক কেমন?
- ক পরস্পর বিপরীত
- খ একই দিকে
- গ পরস্পর লম্ব
- ঘ দুইটিই শূন্য
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) পরস্পর বিপরীত
ব্যাপন প্রবাহ সংখ্যাগুরু বাহকের, চলে p → n দিকে; ড্রিফট প্রবাহ সংখ্যালঘু বাহকের, চলে n → p দিকে।
তাই দুইটি বিপরীত এবং সাম্যাবস্থায় সমান — নিট প্রবাহ শূন্য। -
১২৭
p-n জংশনে আলো ফেললে কী ঘটে?
- ক কিছুই ঘটে না
- খ নিঃশেষিত স্তরে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়ে প্রবাহ বাড়ে
- গ বিভব বাধা বেড়ে যায়
- ঘ জংশন নষ্ট হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) নিঃশেষিত স্তরে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি হয়ে প্রবাহ বাড়ে
যথেষ্ট শক্তির ফোটন নিঃশেষিত স্তরে ইলেকট্রন-হোল জোড়া তৈরি করে এবং অভ্যন্তরীণ ক্ষেত্র সাথে সাথে তাদের দুই পাশে আলাদা করে দেয়।
এতে প্রবাহ বা বিভব পাওয়া যায় — ফটোডিটেক্টর ও সোলার সেলের মূল নীতি এটিই। -
১২৮
বিভব বাধা অতিক্রম করতে সংখ্যাগুরু বাহকের কী প্রয়োজন?
- ক বাধার সমতুল্য শক্তি বা বাইরে থেকে সম্মুখ বিভব
- খ কোনো শক্তিই লাগে না
- গ চৌম্বক ক্ষেত্র
- ঘ আলো
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) বাধার সমতুল্য শক্তি বা বাইরে থেকে সম্মুখ বিভব
অভ্যন্তরীণ ক্ষেত্র সংখ্যাগুরু বাহককে ঠেলে ফেরত পাঠায়, তাই পার হতে বাড়তি শক্তি লাগে।
বাইরে থেকে সম্মুখ বিভব দিলে বাধা কমে যায় ও বাহকেরা সহজেই পার হয়ে যায়। -
১২৯
একটি সাধারণ p-n জংশন ডায়োডের চিহ্নে তীরচিহ্ন কী নির্দেশ করে?
- ক ইলেকট্রন প্রবাহের দিক
- খ প্রচলিত প্রবাহের অনুমোদিত দিক, অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে
- গ বিভব বাধার দিক
- ঘ নিঃশেষিত স্তরের অবস্থান
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রচলিত প্রবাহের অনুমোদিত দিক, অ্যানোড থেকে ক্যাথোডে
তীরচিহ্নটি p অংশ (অ্যানোড) থেকে n অংশ (ক্যাথোড, দণ্ড দিয়ে চিহ্নিত) এর দিকে থাকে — এটিই প্রচলিত প্রবাহের অনুমোদিত দিক।
ইলেকট্রন প্রবাহ ঠিক উল্টো দিকে চলে। -
১৩০
p-n জংশনে সম্মুখ বায়াস (forward bias) কীভাবে দিতে হয়?
- ক ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত p-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত n-অংশে
- খ ধনাত্মক প্রান্ত n-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত p-অংশে
- গ দুই প্রান্তই p-অংশে
- ঘ দুই প্রান্তই n-অংশে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ক) ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত p-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত n-অংশে
সম্মুখ বায়াসে p → ধনাত্মক এবং n → ঋণাত্মক।
এতে বাইরের ক্ষেত্র অভ্যন্তরীণ ক্ষেত্রের বিপরীত হয়, ফলে বাধা কমে যায় ও বড় প্রবাহ বয়। -
১৩১
সম্মুখ বায়াসে নিঃশেষিত স্তরের প্রস্থের কী হয়?
- ক বেড়ে যায়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ দ্বিগুণ হয়
- ঘ কমে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) কমে যায়
বাইরের বিভব সংখ্যাগুরু বাহককে জংশনের দিকে ঠেলে দেয়, ফলে তারা কিছু আয়নের আধান প্রশমিত করে।
তাই নিঃশেষিত স্তর সরু হয় ও বিভব বাধা কমে যায়। -
১৩২
সম্মুখ বায়াসে ডায়োডের রোধ কেমন হয়?
- ক খুব বেশি
- খ অসীম
- গ অপরিবর্তিত
- ঘ খুব কম
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) খুব কম
বাধা কমে যাওয়ায় বিপুল সংখ্যাগুরু বাহক জংশন পার হতে পারে, তাই প্রবাহ বড় (mA স্তরের) এবং রোধ খুব কম (কয়েক ওহম)।
বিমুখী বায়াসে রোধ মেগাওহম স্তরের হয়ে যায়। -
১৩৩
সম্মুখ বায়াসে ডায়োডে উল্লেখযোগ্য প্রবাহ কখন শুরু হয়?
- ক যেকোনো ছোট বিভবেই
- খ বিভব শূন্য হলে
- গ বিভব ভাঙন মান ছাড়ালে
- ঘ প্রয়োগ বিভব সীমা ভোল্টেজ (knee voltage) ছাড়িয়ে গেলে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) প্রয়োগ বিভব সীমা ভোল্টেজ (knee voltage) ছাড়িয়ে গেলে
প্রয়োগ বিভব সীমা ভোল্টেজ (Si: 0.7 V, Ge: 0.3 V) না ছাড়ানো পর্যন্ত প্রবাহ প্রায় শূন্যই থাকে।
এর পরে প্রবাহ সূচকীয়ভাবে দ্রুত বেড়ে যায়। এজন্যই ডায়োডের I-V লেখচিত্র সরলরেখা নয়। -
১৩৪
p-n জংশনে বিমুখী বায়াস (reverse bias) কীভাবে দিতে হয়?
- ক ধনাত্মক প্রান্ত p-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত n-অংশে
- খ দুই প্রান্তই n-অংশে
- গ ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত n-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত p-অংশে
- ঘ ব্যাটারি সংযোগ না করে
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) ব্যাটারির ধনাত্মক প্রান্ত n-অংশে, ঋণাত্মক প্রান্ত p-অংশে
বিমুখী বায়াসে n → ধনাত্মক এবং p → ঋণাত্মক।
বাইরের ক্ষেত্র অভ্যন্তরীণ ক্ষেত্রের সাথে যোগ হয়, ফলে বাধা আরও বেড়ে যায় ও প্রবাহ প্রায় বন্ধ হয়ে যায়। -
১৩৫
বিমুখী বায়াসে নিঃশেষিত স্তরের প্রস্থের কী হয়?
- ক কমে যায়
- খ অপরিবর্তিত থাকে
- গ বেড়ে যায়
- ঘ শূন্য হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) বেড়ে যায়
বাইরের বিভব সংখ্যাগুরু বাহককে জংশন থেকে দূরে টেনে নেয়, ফলে আরও বেশি স্থির আয়ন উন্মুক্ত হয়ে পড়ে।
তাই নিঃশেষিত স্তর চওড়া হয় ও বিভব বাধা বেড়ে যায়। -
১৩৬
বিমুখী বায়াসে যে ক্ষীণ প্রবাহ বয়, তা কাদের কারণে?
- ক সংখ্যাগুরু বাহকের
- খ স্থির আয়নের
- গ সংখ্যালঘু বাহকের
- ঘ প্রোটনের
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) সংখ্যালঘু বাহকের
বিমুখী ক্ষেত্র সংখ্যাগুরু বাহককে ঠেকিয়ে দেয়, কিন্তু সংখ্যালঘু বাহককে উল্টো সাহায্য করে।
তাই মাইক্রো-অ্যাম্পিয়ার স্তরের একটি ক্ষীণ প্রবাহ (লিকেজ কারেন্ট) বয়ে যায়। এটি তাপমাত্রার ওপর অত্যন্ত সংবেদনশীল। -
১৩৭
বিমুখী বায়াসে প্রবাহ প্রয়োগ বিভবের সাথে কীভাবে বদলায়?
- ক বিভবের সমানুপাতিক হারে বাড়ে
- খ প্রায় অপরিবর্তিত থাকে, একে সম্পৃক্ত প্রবাহ বলে
- গ সূচকীয়ভাবে বাড়ে
- ঘ শূন্য হয়ে যায়
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) প্রায় অপরিবর্তিত থাকে, একে সম্পৃক্ত প্রবাহ বলে
সংখ্যালঘু বাহকের সংখ্যা সীমিত (তাপনির্ভর), তাই বিভব বাড়ালেও প্রবাহ আর বাড়ে না — এটি বিমুখী সম্পৃক্ত প্রবাহ।
ভাঙন বিভব পর্যন্ত এটি প্রায় ধ্রুবই থাকে, তারপর হঠাৎ বিপুল প্রবাহ শুরু হয়। -
১৩৮
একটি সিলিকন ডায়োড 5 V ব্যাটারি ও 430 Ω রোধের সাথে সম্মুখ বায়াসে যুক্ত। বর্তনীর প্রবাহ কত? (ডায়োডে ভোল্টেজ পতন 0.7 V)
- ক 11.6 mA
- খ 10 mA
- গ 5 mA
- ঘ 20 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: খ) 10 mA
I = 5 − 0.7430 = 4.3430 = 0.01 A
= 10 mA। -
১৩৯
একটি জার্মেনিয়াম ডায়োড 6 V উৎস ও 1.14 kΩ রোধের সাথে শ্রেণিতে সম্মুখ বায়াসে যুক্ত। প্রবাহ কত? (ডায়োডে ভোল্টেজ পতন 0.3 V)
- ক 10 mA
- খ 2.5 mA
- গ 6 mA
- ঘ 5 mA
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: ঘ) 5 mA
I = 6 − 0.31140 = 5.71140 = 0.005 A
= 5 mA। -
১৪০
একটি ডায়োডে বিভব 0.6 V থেকে 0.8 V করলে প্রবাহ 2 mA থেকে 10 mA হয়। গতিশীল রোধ কত?
- ক 50 Ω
- খ 100 Ω
- গ 25 Ω
- ঘ 12.5 Ω
সঠিক উত্তর ও ব্যাখ্যা
সঠিক উত্তর: গ) 25 Ω
r = ΔVΔI = 0.8 − 0.6(10 − 2) × 10⁻³ = 0.28 × 10⁻³
= 25 Ω।
সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিক্স নিয়ে পরীক্ষা দাও
শুধু এই অধ্যায়ের প্রশ্ন দিয়ে একটা এক্সাম বানাও — সময় ধরে, নেগেটিভ মার্কিংসহ।