ID#6520 HSC Physics 2nd CQ (Barisal 2025)

ক) ডোপিং কী?
অর্ধপরিবাহীর তড়িৎ পরিবাহিতা বৃদ্ধির উদ্দেশ্যে এতে নিয়ন্ত্রিত মাত্রায় উপযুক্ত অপদ্রব্য বা বাইরের কোনো মৌল মেশানোর প্রক্রিয়াকে ডোপিং বা অপমিশ্রণ বলে।

খ) অর্ধপরিবাহীকে তাপ দিলে পরিবাহীর ন্যায় আচরণ করে— ব্যাখ্যা কর।
অর্ধপরিবাহীর তাপমাত্রা বৃদ্ধি করলে এর পরমাণুগুলোর মধ্যকার সমযোজী বন্ধন ভেঙে যায় এবং প্রচুর পরিমাণে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোলের সৃষ্টি হয়। তাপমাত্রা যত বাড়ে, চার্জ বাহকের সংখ্যা তত বৃদ্ধি পায় এবং তড়িৎ প্রবাহে বাধা বা রোধ হ্রাস পায়। ফলে এর তড়িৎ পরিবাহিতা বেড়ে যায় এবং এটি অনেকটা পরিবাহীর ন্যায় আচরণ শুরু করে।

গ) উদ্দীপকের ট্রানজিস্টরের প্রবাহ বিবর্ধক গুণক α নির্ণয় কর।
এখানে,
প্রবাহ লাভ, $\beta = 75$

আমরা জানি, প্রবাহ বিবর্ধক গুণক ($\alpha$) এবং প্রবাহ লাভ ($\beta$) এর সম্পর্ক:
$\alpha = \frac{\beta}{1 + \beta}$
$\Rightarrow \alpha = \frac{75}{1 + 75}$
$\Rightarrow \alpha = \frac{75}{76}$
$\Rightarrow \alpha \approx 0.9868$
অতএব, ট্রানজিস্টরটির প্রবাহ বিবর্ধক গুণক ০.৯৮৬৮।

ঘ) উদ্দীপকের বাল্বটি হতে সর্বাধিক উজ্জ্বলতা পাওয়া যাবে কি-না— গাণিতিক বিশ্লেষণসহ যাচাই কর।
বাল্বটি ট্রানজিস্টরের আউটপুটে (কালেক্টর প্রান্তে) যুক্ত। সর্বাধিক উজ্জ্বলতা পেতে বাল্বটির দুই প্রান্তে কমপক্ষে ২২০ V বিভব প্রয়োজন। বাল্বের রোধ ১০০ $\Omega$ হলে, উজ্জ্বলতার জন্য প্রয়োজনীয় কালেক্টর প্রবাহ ($I_{req}$) হতে হবে:
$I_{req} = \frac{V}{R} = \frac{220}{100} = 2.2$ A

উদ্দীপক অনুসারে বর্তমান আউটপুট প্রবাহ বা কালেক্টর প্রবাহ ($I_C$) নির্ণয় করি:
এখানে,
বেস প্রবাহ, $I_B = 30$ mA $= 30 \times 10^{-3}$ A $= 0.03$ A
প্রবাহ লাভ, $\beta = 75$

আমরা জানি,
$\beta = \frac{I_C}{I_B}$
$\Rightarrow I_C = \beta \times I_B$
$\Rightarrow I_C = 75 \times 0.03$
$\Rightarrow I_C = 2.25$ A

কালেক্টর প্রান্তে প্রাপ্ত বিভব ($V_{out}$):
$V_{out} = I_C \times R$
$\Rightarrow V_{out} = 2.25 \times 100$
$\Rightarrow V_{out} = 225$ V

মতামত:
গাণিতিক বিশ্লেষণে দেখা যায় যে, ট্রানজিস্টরের আউটপুটে ২২৫ V বিভব পাওয়া যাচ্ছে, যা বাল্বটির সর্বাধিক উজ্জ্বলতার জন্য প্রয়োজনীয় ন্যূনতম বিভব (২২০ V) অপেক্ষা বেশি। যেহেতু প্রাপ্ত বিভব প্রয়োজনীয় সীমার মধ্যে রয়েছে, সেহেতু উদ্দীপকের বাল্বটি হতে সর্বাধিক উজ্জ্বলতা পাওয়া যাবে।