মাদারবোর্ড এর ট্রানজিস্টর কিসের তৈরি: সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিকস

 Mother ( Transistors) board

সেমিকন্ডাক্টর ও ইলেকট্রনিকস  :    ট্রানজিস্টর তৈরি

বিজ্ঞান ও প্রযুক্তির যুগে আমরা বহু ইলেকট্রনিকস পন্য ব্যবহার করে থাকি। আসলে এই পন্য কিসের তৈরি সেটা কি আমরা জানি?  আজকে আমরা একটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় জানবো যা দিয়ে এই প্রযুক্তি তৈরি করা হয়। আমরা সকলে মোবাইল, কম্পিউটার, রিমোট, টিভি ইত্যাদি বৈদ্যুতিক যন্ত্রপাতির সাথে পরিচিত। এগুলো তৈরি করতে ব্যবহার করা হয় ট্রানজিস্টর।   আর এই ট্রানজিস্টর তৈরি অর্ধপরিবাহী সিলিকন (Si) দিয়ে। 

 সিলিকনের সাথে অন্তর্জাত ও বহির্জাত পদার্থ ত্রিযোজী ও পঞ্চযোজী পদার্থ মিশ্রিত করে তৈরি করা হয় ট্রানজিস্টরে। সিলিকনের সাথে অন্তর্জাত বা ত্রিযোজী পদার্থ মিশ্রিত করলে সিলিকনের সাথে ত্রিযোজী মৌলটি সমযোজী বন্ধন গঠনকালে হোল সৃষ্টি করে বা একটি ইলেকট্রনের ঘাটতি দেখায় এবং এটি গ্রহীত  পরমানু।  অপরদিকে সিলিকনের সাথে অপদ্রব্য হিসেবে পঞ্চযোজী মৌল যুক্ত করলে সেটি ইলেকট্রন মুক্ত থাকে এবং এটি দাতা পরমাণু হিসেবে কাজ করে।   

চিত্র : সিলিকনের ক্রিস্টাল গঠন (p-n Junction) 

তাহলে আমাদের জানতে হবে কোনটি পরিবাহী, অর্ধপরিবাহী এবং অপরিবাহী। 

আমরা যদি পদার্থ বিজ্ঞানের ইলেকট্রনিকস এন্ড সেমিকন্ডাক্টর অধ্যায়ের ইলেকট্রন ব্যান্ড তত্ত্ব নিয়ে আলোচনা করি তবে স্পষ্ট হয় কোনটি পরিবাহী আর কোনটি অর্ধপরিবাহী।  একটা মজার বিষয় হলো অপরিবাহী আবার পরিবাহী ও অর্ধপরিবাহী হয়। এটা তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে। আমরা ওহমের সুত্র হতে জানি পরিবাহীর পরিবাহকত্ব তাপমাত্রার উপর নির্ভর করে।  অর্থাৎ তাপমাত্রার বৃদ্ধির সাথে পদার্থের পরিবাহকত্ব বৃদ্ধি পায়

 ইলেকট্রন ব্যান্ড তত্ত্ব :

ইলেকট্রন ব্যান্ড তত্ত্ব আলোচনা করার আগে আমাদের জানতে হবে তিনটি গুরুত্বপূর্ণ বিষয় তাহলো পরিবহন ব্যান্ড (মুক্ত ইলেকট্রন) , যোজন ব্যান্ড ( বন্ধন ইলেকট্রন)  ও নিষিদ্ধ শক্তি ফাক। নিচের চিত্রে হোল ও ইলেকট্রন বৃত্তাকার খালি ও ভরাট দিয়ে বুঝানো হচ্ছে।

চিত্র: শক্তি ব্যান্ড তত্ত্ব

                সজ্ঞা : 

পরিবহন ব্যান্ড : 

পরিবহন ব্যান্ড হলো মুক্ত ইলেকট্রনসমুহের নিদিষ্ট পাল্লার ধারনকৃত শক্তি। মুক্ত ইলেকট্রনের পরিমানই পরিবহন ব্যান্ডের পরিমান। কোনো ব্যান্ডে যদি মুক্ত ইলেকট্রন না থাকে তবে পরিবহন ব্যান্ডটি খালি। আবার মুক্ত ইলেকট্রন কি? মুক্ত ইলেকট্রন হলো মোলের সর্বশেষ স্তরের তথা যোজনী স্তরের যে ইলেকট্রন  বন্ধনে অংশ নেয় না সেগুলো মুক্ত ইলেকট্রন।  কোনো পদার্থের পরিবহন ব্যান্ড পুর্ণ মানে হলো এর সবগুলো ইলেকট্রন মুক্ত অবস্থায় আছে।

যোজন ব্যান্ড :

 মুল পদার্থ (সিলিকন) এর যোজনী স্তরে যে নিদিষ্ট পরিমান পাল্লার শক্তি ধারন করতে পারে তাই যোজন ব্যান্ড।  বন্ধন গঠনকালে যে ইলেকট্রন অষ্টক পূর্ন করে তাই হলো যোজন ব্যান্ড।

 তাপমাত্রা বৃদ্ধি পেলে বন্ধনের অর্ধপরিবাহীর পরিবাহকত্ব বৃদ্ধি পায়। মুক্ত ইলেকট্রনের পরিমানও বৃদ্ধি পায়। 0 K তাপমাত্রায় সিলিকন অর্ধপরিবাহী থাকে না অপরিবাহী হয় কারন এর মুক্ত ইলেকট্রন শুন্য। 

নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান : 

পরিবহন ব্যান্ড ও যোজন ব্যান্ডের মধ্যবর্তী ব্যবধানকে নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান বলে।  অর্ধপরিবাহী পদার্থ সিলিকন সমযোজী বন্ধন গঠন করে। সমযোজী বন্ধন শক্তিশালী বন্ধন তাই তাকে ভেঙ্গে ইলেকট্রন মুক্ত করতে শক্তির প্রয়োজন হয় এই শক্তির মানই নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান। ধরা যাক সিলিকনের নিষিদ্ধ শক্তি ফাক হলো 0.7 ev ।এর মানে হলো সিলিকনের সমযোজী বন্ধন হতে ১ টি ইলেকট্রন মুক্ত করতে 0.7 eV শক্তির উপরে শক্তি প্রয়োগ করতে হবে। যদি পরিবেশে না থাকে তবে তাপমাত্রা বাড়িয়ে চাইলে এই শক্তি অর্জন করতে পারি। আবার কোনো উৎস বা কোষ ব্যবহার করেও পারি।

ধরা যাক, 

নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান Eg ,  তাপমাত্রা T,   শুন্য তাপমাত্রায় নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান E°  

তাহলে তাপমাত্রা ও নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান এর সম্পর্ক --

 Eg = E° - 3.60 × 10^-4 ×T  (eV) ------------(১)

এই সম্পর্ক হতে তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে অর্ধপরিবাহীর Eg নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান হ্রাস পায়।  

তাহলে একটি ম্যাথ দেখানো যাক, 

গানিতিক সমস্যা : ০১ 

যদি  0 K তাপমাত্রায় নিষিদ্ধ শক্তি ফাক বা ব্যবধান 1.25 eV . তাহলে 27°c তাপমাত্রায় নিষিদ্ধ শক্তি ব্যবধান কত ? 

সমাধান : 

(১ নং সমীকরণ থেকে আমরা সহজে সমাধান করতে পারি।) 

১ নং হতে 

আমরা জানি, 

Eg = E° - 3.60×10^-4 ×T 

      = 1.25 -3.60 ×10^-4 × 300

Answer কত হবে?  কমেন্টে জানান। ধন্যবাদ। 

TO Know More......About Heat energy Hydrocarbon  fuel engine  press this link blow......Heat Hydrocarbon fuel Engine .

And tab our Science & Technology label.  Go to  the Science & Technology of  menu bar .