এই পাঠ শেষে শিক্ষার্থীরা…

1. অর্ধপরিবাহী পদার্থ ব্যাখ্যা করতে পারবে;

2. p-টাইপ ও n-টাইপ অর্ধপরিবাহীর গঠন বর্ণনা করতে পারবে;

3. p-n জংশনের ব্যবহার উল্লেখ করতে পারবে;

4. সমন্বিত বর্তনী ব্যাখ্যা করতে পারবে।

P-N জংশন হলো একটি P-টাইপ এবং একটি N-টাইপ অর্ধপরিবাহী (Semiconductor)-কে পরস্পরের সাথে যুক্ত করলে যে সংযোগস্থল তৈরি হয় তাকে P-N জংশন বলে। এটি ডায়োড, ট্রানজিস্টর, LED, সৌরকোষসহ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক যন্ত্রের মূল ভিত্তি।

P-টাইপ ও N-টাইপ অর্ধপরিবাহী

P-টাইপ (Positive Type):

• ত্রিযোজী (Trivalent) অপদ্রব্য যেমন বোরন (B), গ্যালিয়াম (Ga) মিশিয়ে তৈরি করা হয়।
• এখানে হোল (Hole) হলো প্রধান চার্জবাহক।
• ইলেকট্রন হলো গৌণ চার্জবাহক।

N-টাইপ (Negative Type):

• পঞ্চযোজী (Pentavalent) অপদ্রব্য যেমন ফসফরাস (P), আর্সেনিক (As) মিশিয়ে তৈরি করা হয়।
• এখানে ইলেকট্রন হলো প্রধান চার্জবাহক।
• হোল হলো গৌণ চার্জবাহক।

P-N জংশন কীভাবে তৈরি হয়?

যখন P-টাইপ ও N-টাইপ অর্ধপরিবাহীকে সংযুক্ত করা হয়:

• N-অঞ্চলের অতিরিক্ত ইলেকট্রন P-অঞ্চলে চলে যায়।
• P-অঞ্চলের হোল N-অঞ্চলে চলে যায়।
• এভাবে ইলেকট্রন ও হোল পুনর্মিলিত (Recombination) হয়।

ফলে সংযোগস্থলে এমন একটি অঞ্চল সৃষ্টি হয় যেখানে মুক্ত চার্জবাহক প্রায় থাকে না। এটিকে ক্ষয়স্তর (Depletion Region) বলে।

ক্ষয়স্তরের (Depletion Region) বৈশিষ্ট্য

• এতে মুক্ত ইলেকট্রন ও হোল খুব কম থাকে।
• এটি বিদ্যুৎ প্রবাহে বাধা সৃষ্টি করে।
• এখানে একটি বাধা বিভব (Barrier Potential) তৈরি হয়।
• সিলিকনের ক্ষেত্রে বাধা বিভব প্রায় ০.৭ ভোল্ট।
• জার্মেনিয়ামের ক্ষেত্রে বাধা বিভব প্রায় ০.৩ ভোল্ট।

P-N জংশনের বায়াসিং (Biasing)

১. ফরোয়ার্ড বায়াস (Forward Bias)

• P-অংশ ব্যাটারির ধনাত্মক (+) প্রান্তে যুক্ত থাকে।
• N-অংশ ব্যাটারির ঋণাত্মক (-) প্রান্তে যুক্ত থাকে।
• ক্ষয়স্তর সরু হয়ে যায়।
• বাধা বিভব কমে যায়।
• সহজে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয়।

২. রিভার্স বায়াস (Reverse Bias)

• P-অংশ ব্যাটারির ঋণাত্মক (-) প্রান্তে যুক্ত থাকে।
• N-অংশ ব্যাটারির ধনাত্মক (+) প্রান্তে যুক্ত থাকে।
• ক্ষয়স্তর আরও প্রশস্ত হয়।
• বাধা বিভব বৃদ্ধি পায়।
• প্রায় কোনো বিদ্যুৎ প্রবাহিত হয় না (অতি সামান্য লিকেজ কারেন্ট ছাড়া)।

P-N জংশনের ব্যবহার

• ডায়োড তৈরিতে
• রেকটিফায়ার (AC থেকে DC রূপান্তর)
• LED (Light Emitting Diode)
• ফটোডায়োড
• সৌরকোষ (Solar Cell)
• ট্রানজিস্টর
• বিভিন্ন ইলেকট্রনিক সার্কিটে

সুবিধা

• একদিকে বিদ্যুৎ প্রবাহিত হতে দেয়।
• AC কে DC তে রূপান্তর করা যায়।
• আকারে ছোট ও নির্ভরযোগ্য।
• কম শক্তি অপচয় হয়।