সৃজনশীলঃ ‘নিচের চিত্রটি লক্ষ্য…’ শহীদ সৈয়দ নজরুল ইসলাম কলেজ ২০২৪ – অর্ধপরিবাহী ও ইলেকট্রনিক্স, পদার্থবিজ্ঞান, পদার্থবিজ্ঞান ২য় পত্র (এইচএসসি)

ট্রানজিস্টারে কমন বেস DC কারেন্ট গেইন হল সংগ্রাহক পীঠ ভোল্টেজ ধ্রুব থাকলে I_C ও I_E এর অনুপাত। একে α ধারা সূচিত করা হয়।

$\begin{array}{cc}& \therefore \alpha =\frac{I_C}{I_E}\\ & \because I_E>I_C\\ & \Rightarrow \frac{I_C}{I_B}<1\\ & \therefore \alpha <1\end{array}$

আবার, কমন এমিটার বিবর্ধকে ইনপুট কারেন্ট হল I_B এবং আউটপুট কারেন্ট I_C। I_B এর সামান্য পরিবর্তনের জন্য I_C এর যে পরিবর্তন হয় তাকে প্রবাহ লাভ (B) বলে।

∴ B = (∆I_C)/(∆I_B ) 

যেখান,

$\begin{array}{cc}& \Delta I_C>>\Delta I_B\\ & \Rightarrow \frac{\Delta I_C}{\Delta I_B}>1\\ & \therefore B>>1\end{array}$

সুইচ S কে একবার a বিন্দুতে যুক্ত করলে সম্মুখ ঝোঁকে এবং b বিন্দুতে যুক্ত করলে বিপরীত ঝোঁক সৃষ্টি হয়। নিচে সম্মুখ ঝোঁক ও বিপরীত ঝোঁকের I-V বৈশিষ্ট্য লেখ অঙ্কন করে বর্ণনা করা হলোঃ

ইনপুট এসি ভোল্টেজের ধনাত্মক অর্ধচক্রের জন্য, গৌণকুন্ডলীর A প্রান্তে B প্রান্তের তুলনায় ধনাত্মক ভোল্টেজে থাকে। ফলে p- জাংশনটি সম্মুখী বায়াস বা ঝোঁকে থাকে। যার ফলে বর্তনীতে সংযুক্ত লোড রেজিষ্ট্যান্স R। এর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয়। আবার ঋণাত্মক অর্ধচক্রের জন্য, গৌণকুন্ডলীর A প্রান্ত B প্রান্তের তুলনায় ঋণাত্মক ভোল্টেজে থাকে।

ফলে p-n জাংশনটি বিমুখী ঝোঁক বা বায়াসে থাকে। যার প্রেক্ষিতে লোড রেজিষ্ট্যান্স R_L এর মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হয় না এবং R_L এর দুই প্রান্তে কোনো বিভব পার্থক্য পাওয়া যায় না। অর্থাৎ আউটপুট ভোল্টেজ শূন্য হয়। এই প্রক্রিয়া বার বার চলতে থাকে। সুতরাং ইনপুট ভোল্টেজের শুধু ধনাত্মক অর্ধ চক্রগুলোর জন্য ডায়োডের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয়। অপরদিকে ঋণাত্মক অর্ধ চক্রগুলোতে ডায়োডের মধ্যে দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ থাকে।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে রোধের ভিতর দিয়ে একটি বিরতিযুক্ত কিন্তু সর্বদা একমুখী প্রবাহ পাওয়া যাচ্ছে। রোধের দুই প্রান্তে প্রাপ্ত ডিসি আউটপুট ভোল্টেজ চিত্রে দেখানো হয়েছে। লেখচিত্র হতে দেখা যায় যে, এসি সরবরাহের একটি পূর্ণ চক্রের উপর অর্ধের (Upper half cycle) জন্য R_L রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহ পাওয়া গেলেও নিম্ন অর্ধেক (Lower half cycle) এর জন্য কোনো প্রবাহ পাওয়া যায় না। পূর্ণ চক্রের এক অর্ধের জন্য প্রবাহ পাওয়া যায় বলে এবং এই প্রবাহের দিক একই থাকে বলে অর্ধ তরঙ্গ রেকটিফায়ার বলে।

উদ্দীকের ডায়োডটি হলো p-n ডায়োড। p-n ডায়োডটিকে রেকটিকায়ার হিসেবে ব্যবহার করা যাবে। উদ্দীপকের চিত্রে একটি p-1 জাংশন কীভাবে অর্ধতরঙ্গ রেকটিকায়ার হিসেবে কাজ করে তার বর্তনী দেখানো হয়েছে। যে এসি ভোল্টেজকে আমরা রেকটিফাই করতে চাই সেটি ডায়োডে এবং লোড রেজিন্ট্যান্স R_L এর সাথে শ্রেণীতে প্রয়োগ করা হয়েছে।

সাধারণত বর্তনীতে এসি ভোল্টেজকে ট্রান্সফরমার দ্বারা সরবরাহ করা হয়। লোড রেজিন্ট্যান্স R_L এর দুই প্রান্ত থেকে আউটপুট বা বহির্গামী ভোল্টেজ নেয়া হয়।

আমরা জানি, ইনপুট বা অনুগামী ভোল্টেজ এর একটি পূর্ণ চক্রে দুটি অর্ধ চক্র থাকে।

একটি ধনাত্বক অর্ধচক্র এবং একটি ধানাত্মক অর্ধচক্র। ফলে উৎস ভোল্টেজ বা ইনপুট ভোল্টেজের প্রতি চক্রের এক অর্ধচক্রে p-n জাংশনটি সম্মুখী ঝোঁকে এবং অপর অর্ধচক্রে বিমুখী ঝোঁকে থাকবে।

ইনপুট এসি ভোল্টেজের ধনাত্মক অর্ধচক্রের জন্য, গৌণকুন্ডলীর A প্রান্তে B প্রান্তের তুলনায় ধনাত্মক 

ভোল্টেজে থাকে। ফলে p- জাংশনটি সম্মুখী বায়াস বা ঝোঁকে থাকে। যার ফলে বর্তনীতে সংযুক্ত লোড রেজিষ্ট্যান্স R₁ এর মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয়। আবার ঋণাত্মক অর্ধচক্রের জন্য, গৌণকুন্ডলীর A প্রান্ত B প্রান্তের তুলনায় ঋণাত্মক ভোল্টেজে থাকে। ফলে p-n জাংশনটি বিমুখী ঝোঁক বা বায়াসে থাকে। যার প্রেক্ষিতে লোড রেজিষ্ট্যান্স R_L এর মধ্য দিয়ে কোনো তড়িৎ প্রবাহিত হয় না এবং R_L এর দুই প্রান্তে কোনো বিভব পার্থক্য পাওয়া যায় না। অর্থাৎ আউটপুট ভোল্টেজ শূন্য হয়। এই প্রক্রিয়া বার বার চলতে থাকে। সুতরাং ইনপুট ভোল্টেজের শুধু ধনাত্মক অর্ধচক্রগুলোর জন্য ডায়োডের মধ্য দিয়ে তড়িৎ প্রবাহিত হয়। অপরদিকে ঋণাত্মক অর্ধচক্রগুলোতে ডায়োডের মধ্যে দিয়ে তড়িৎ প্রবাহ বন্ধ থাকে।

সুতরাং দেখা যাচ্ছে রোধের ভিতর দিয়ে একটি বিরতিযুক্ত কিন্তু সর্বদা একমুখী প্রবাহ পাওয়া যাচ্ছে। রোধের দুই প্রান্তে প্রাপ্ত ডিসি আউটপুট ভোল্টেজ চিত্রে দেখানো হয়েছে। লেখচিত্র হতে দেখা যায় যে, এসি সরবরাহের একটি পূর্ণ চক্রের উপর অর্ধের (Upper half cycle) জন্য R_L রোধের মধ্য দিয়ে প্রবাহ পাওয়া গেলেও নিম্ন অর্ধেক (Lower half cycle) এর জন্য কোনো প্রবাহ পাওয়া যায় না। পূর্ণ চক্রের এক অর্ধের জন্য প্রবাহ পাওয়া যায় বলে এবং এই প্রবাহের দিক একই থাকে বলে অর্ধ তরঙ্গ রেকটিফায়ার বলে।