অর্ধপরিবাহী

অর্ধপরিবাহী#

অর্ধপরিবাহী হল এমন উপকরণ যাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে অবস্থিত। এগুলি আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের অপরিহার্য উপাদান, যার মধ্যে ট্রানজিস্টর, সমন্বিত বর্তনী এবং সৌর কোষ অন্তর্ভুক্ত।

অর্ধপরিবাহীদের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি ডোপ্যান্ট নামক অশুদ্ধি যোগ করে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, যা উপাদানে মুক্ত ইলেকট্রন বা হোলের সংখ্যা পরিবর্তন করে। ডোপিং নামে পরিচিত এই প্রক্রিয়াটি অর্ধপরিবাহীকে নির্দিষ্ট প্রয়োগের জন্য উপযোগী করে তোলে।

সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী হল সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম, তবে গ্যালিয়াম আর্সেনাইড এবং ইন্ডিয়াম ফসফাইডের মতো অন্যান্য উপকরণও ব্যবহৃত হয়। অর্ধপরিবাহীগুলি পাতলা ওয়েফারে তৈরি করা হয়, যা পরে কাঙ্ক্ষিত ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করতে প্রক্রিয়াজাত করা হয়।

অর্ধপরিবাহী শিল্প প্রযুক্তিগত উদ্ভাবনের একটি প্রধান চালক, এবং এটি নতুন উপকরণ ও ডিভাইস বিকাশ করতে থাকে যা ইলেকট্রনিক্সে যা সম্ভব তার সীমানা এগিয়ে নিয়ে যায়।

অর্ধপরিবাহী কী?#

অর্ধপরিবাহী হল এমন উপকরণ যাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে অবস্থিত। এর অর্থ হল তারা নির্দিষ্ট শর্তে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে, কিন্তু অন্য শর্তে পারে না। অর্ধপরিবাহীগুলি ট্রানজিস্টর, ডায়োড এবং সমন্বিত বর্তনী সহ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী উপকরণ হল সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম। এই এবং উপাদানটি একটি অন্তরক।

যাইহোক, যদি অর্ধপরিবাহীতে অশুদ্ধি যোগ করা হয়, তবে উপাদানের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যদি ফসফরাস সিলিকন জালিকে একটি অতিরিক্ত ইলেকট্রন দান করে। এই অতিরিক্ত ইলেকট্রন তখন জালির মধ্য দিয়ে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে, যা উপাদানটিকে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে দেয়।

অশুদ্ধির ধরন এবং যোগ করা অশুদ্ধির পরিমাণ অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি অর্ধপরিবাহীকে বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহার করতে দেয়।

এখানে ইলেকট্রনিক ডিভাইসে অর্ধপরিবাহী কীভাবে ব্যবহৃত হয় তার কিছু উদাহরণ রয়েছে:

• ট্রানজিস্টর ইলেকট্রনিক সংকেত পরিবর্ধন বা সুইচ করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি অর্ধপরিবাহী উপাদানের তিনটি স্তর দিয়ে তৈরি, একপাশে দুটি টার্মিনাল এবং অন্যপাশে একটি টার্মিনাল সহ। যখন একপাশের দুটি টার্মিনালে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি অন্যপাশের টার্মিনালের মধ্যে কারেন্টের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে।
• ডায়োড শুধুমাত্র একদিকে কারেন্ট প্রবাহিত করতে ব্যবহৃত হয়। এগুলি অর্ধপরিবাহী উপাদানের দুটি স্তর দিয়ে তৈরি, প্রতিটি পাশে একটি টার্মিনাল সহ। যখন একপাশের টার্মিনালে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি অন্যপাশের টার্মিনালে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয়। যাইহোক, যখন ভোল্টেজ বিপরীত করা হয়, তখন ডায়োড কারেন্টের প্রবাহ ব্লক করে।
• সমন্বিত বর্তনী হল ছোট ইলেকট্রনিক বর্তনী যা অনেক ট্রানজিস্টর, ডায়োড এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদান দিয়ে তৈরি। এগুলি কম্পিউটার, সেল ফোন এবং ডিজিটাল ক্যামেরা সহ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

অর্ধপরিবাহী আধুনিক বিশ্বের জন্য অপরিহার্য। এগুলি বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, এবং তাদের কর্মক্ষমতা ও দক্ষতা উন্নত করতে ক্রমাগত বিকশিত করা হচ্ছে।

অর্ধপরিবাহীতে হোল এবং ইলেকট্রন#

অর্ধপরিবাহীতে হোল এবং ইলেকট্রন

অর্ধপরিবাহী হল এমন উপকরণ যাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে অবস্থিত। এর অর্থ হল তারা বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে, কিন্তু ধাতুর মতো ভালো নয়। অর্ধপরিবাহীদের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি হোল এবং ইলেকট্রনের উপস্থিতির কারণে হয়।

হোল

হোল হল একটি অর্ধপরিবাহীতে একটি অনুপস্থিত ইলেকট্রন। যখন একটি ইলেকট্রন একটি অর্ধপরিবাহী থেকে সরানো হয় অন্যকে।

ইলেকট্রন

ইলেকট্রন হল ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা যা একটি পরমাণুর নিউক্লিয়াসকে প্রদক্ষিণ করে, যখন পরিবহন ব্যান্ড হল পরবর্তী ইলেকট্রন শেল।

অর্ধপরিবাহী ডিভাইস

হোল এবং ইলেকট্রন ট্রানজিস্টর এবং ডায়োডের মতো অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য অপরিহার্য। ট্রানজিস্টর ইলেকট্রনিক সংকেত পরিবর্ধন এবং সুইচ করতে ব্যবহৃত হয়, যখন ডায়োড শুধুমাত্র একদিকে কারেন্ট প্রবাহিত করতে ব্যবহৃত হয়।

উদাহরণ

এখানে অর্ধপরিবাহী ডিভাইসে হোল এবং ইলেকট্রন কীভাবে ব্যবহৃত হয় তার কিছু উদাহরণ রয়েছে:

• একটি ট্রানজিস্টরে, বেস অঞ্চলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত একটি ছোট পরিমাণ কারেন্ট কালেক্টর অঞ্চলের মধ্য দিয়ে প্রবাহিত একটি বড় পরিমাণ কারেন্ট নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি কারণ বেস অঞ্চলের হোলগুলি কালেক্টর অঞ্চলের ইলেকট্রনের সাথে পুনর্মিলিত হতে পারে, যা কালেক্টরের মধ্য দিয়ে আরও ইলেকট্রন প্রবাহিত হতে দেয়।
• একটি ডায়োডে, n-টাইপ এবং p-টাইপ অঞ্চলের মধ্যে একটি সম্ভাব্য বাধা তৈরি করা হয়। এই সম্ভাব্য বাধা n-টাইপ অঞ্চল থেকে p-টাইপ অঞ্চলে ইলেকট্রন প্রবাহিত হতে বাধা দেয়। যাইহোক, হোল p-টাইপ অঞ্চল থেকে n-টাইপ অঞ্চলে প্রবাহিত হতে পারে, যা শুধুমাত্র একদিকে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয়।

হোল এবং ইলেকট্রন অর্ধপরিবাহী ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য অপরিহার্য। অর্ধপরিবাহীর মধ্য দিয়ে হোল এবং ইলেকট্রন কীভাবে চলাচল করে তা বোঝার মাধ্যমে, আমরা বিভিন্ন কার্য সম্পাদন করতে পারে এমন ইলেকট্রনিক ডিভাইস ডিজাইন এবং তৈরি করতে পারি।

অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ড তত্ত্ব#

অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ড তত্ত্ব

অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ড তত্ত্ব হল কঠিন অবস্থার পদার্থবিদ্যার একটি মৌলিক ধারণা যা অর্ধপরিবাহীদের ইলেকট্রনিক গঠন বর্ণনা করে। এটি অর্ধপরিবাহীদের বৈদ্যুতিক এবং আলোকীয় বৈশিষ্ট্যগুলি ব্যাখ্যা করে, যা ট্রানজিস্টর, সৌর কোষ এবং আলোক-নির্গমনকারী ডায়োড (LED) এর মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসের আচরণ বোঝার জন্য অপরিহার্য।

মূল ধারণা:

1. শক্তি ব্যান্ড: একটি অর্ধপরিবাহীতে, ইলেকট্রনের জন্য অনুমোদিত শক্তির স্তরগুলি স্বতন্ত্র শক্তি ব্যান্ডে বিভক্ত। যোজ্যতা ব্যান্ড হল সর্বোচ্চ শক্তি ব্যান্ড যা পরম শূন্য তাপমাত্রায় ইলেকট্রন দ্বারা দখলকৃত, যখন পরিবহন ব্যান্ড হল সর্বনিম্ন শক্তি ব্যান্ড যা অদখলকৃত। যোজ্যতা ব্যান্ড এবং পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যকার শক্তির ব্যবধানকে ব্যান্ডগ্যাপ বলা হয়।

2. ব্যান্ডগ্যাপ: ব্যান্ডগ্যাপ হল অর্ধপরিবাহীদের একটি গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য। অন্তরকের তুলনায় অর্ধপরিবাহীদের একটি অপেক্ষাকৃত ছোট ব্যান্ডগ্যাপ থাকে, যাদের একটি বড় ব্যান্ডগ্যাপ থাকে, এবং ধাতুর তুলনায়, যাদের কোনো ব্যান্ডগ্যাপ নেই। ব্যান্ডগ্যাপ নির্ধারণ করে যে একটি উপাদান একটি অর্ধপরিবাহী, একটি অন্তরক, নাকি একটি ধাতু।

3. ডোপিং: ডোপিং হল একটি অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য ইচ্ছাকৃতভাবে অশুদ্ধি প্রবেশ করানোর প্রক্রিয়া। নির্দিষ্ট ডোপ্যান্ট পরমাণু যোগ করে, পরিবাহিতা এবং অর্ধপরিবাহীর ধরন (n-টাইপ বা p-টাইপ) নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে।

4. ইলেকট্রন এবং হোল পরিবহন: একটি অর্ধপরিবাহীতে, ইলেকট্রনগুলি তাপ বা আলোর মতো শক্তি শোষণ করে যোজ্যতা ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে যেতে পারে। যখন একটি ইলেকট্রন পরিবহন ব্যান্ডে যায়, তখন এটি যোজ্যতা ব্যান্ডে একটি ধনাত্মক আধানযুক্ত হোল রেখে যায়। ইলেকট্রন এবং হোল উভয়ই অর্ধপরিবাহীর মধ্যে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে পারে, বৈদ্যুতিক পরিবহনে অবদান রাখে।

উদাহরণ:

1. সিলিকন: সিলিকন হল একটি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী উপাদান যার ঘরোয়া তাপমাত্রায় 1.12 eV ব্যান্ডগ্যাপ রয়েছে। এটি সাধারণত ট্রানজিস্টর, সমন্বিত বর্তনী (IC) এবং সৌর কোষের মতো ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

2. গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs): GaAs হল আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ অর্ধপরিবাহী উপাদান যার 1.42 eV ব্যান্ডগ্যাপ রয়েছে। এটি উচ্চ-গতির ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, যেমন মাইক্রোওয়েভ ট্রানজিস্টর এবং সৌর কোষ, কারণ সিলিকনের তুলনায় এর উচ্চতর ইলেকট্রন গতিশীলতা রয়েছে।

3. আলোক-নির্গমনকারী ডায়োড (LED): LED হল অর্ধপরিবাহী ডিভাইস যা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তাদের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলো নির্গত করে। নির্গত আলোর রঙ ব্যবহৃত অর্ধপরিবাহী উপাদানের ব্যান্ডগ্যাপের উপর নির্ভর করে।

অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ড তত্ত্ব অর্ধপরিবাহীদের ইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য এবং আচরণ বোঝার জন্য একটি ব্যাপক কাঠামো প্রদান করে। এটি আমাদের আধুনিক বিশ্বকে গঠনকারী বিভিন্ন অর্ধপরিবাহী ডিভাইস এবং প্রযুক্তির উন্নয়ন ও নকশার জন্য অপরিহার্য।

অর্ধপরিবাহীর বৈশিষ্ট্য#

অর্ধপরিবাহীর বৈশিষ্ট্য

অর্ধপরিবাহী হল এমন উপকরণ যাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে অবস্থিত। এর অর্থ হল তারা নির্দিষ্ট শর্তে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে, কিন্তু অন্য শর্তে পারে না। অর্ধপরিবাহীদের বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের ট্রানজিস্টর, ডায়োড এবং সমন্বিত বর্তনীর মতো অনেক ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য অপরিহার্য করে তোলে।

ব্যান্ড গ্যাপ

একটি অর্ধপরিবাহীর সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ বৈশিষ্ট্য হল এর ব্যান্ড গ্যাপ। ব্যান্ড গ্যাপ হল যোজ্যতা ব্যান্ড এবং পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যে শক্তির পার্থক্য। একটি পরিবাহীতে, যোজ্যতা ব্যান্ড এবং পরিবহন ব্যান্ড ওভারল্যাপ করে, যা ইলেকট্রনগুলিকে দুটি ব্যান্ডের মধ্যে স্বাধীনভাবে চলাচল করতে দেয়। একটি অন্তরকে, ব্যান্ড গ্যাপ খুব বড় হয় ইলেকট্রনগুলিকে অতিক্রম করার জন্য, যা তাদের ব্যান্ডগুলির মধ্যে চলাচল করতে বাধা দেয়। একটি অর্ধপরিবাহীতে, ব্যান্ড গ্যাপ যথেষ্ট ছোট হয় যে ইলেকট্রনগুলি তাপীয় শক্তি বা আলো শোষণ করে যোজ্যতা ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে উত্তেজিত হতে পারে।

ডোপিং

একটি অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা ডোপিং দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। ডোপিং হল একটি অর্ধপরিবাহী উপাদানে অশুদ্ধি যোগ করার প্রক্রিয়া। যখন একটি অর্ধপরিবাহীকে এমন একটি মৌল দিয়ে ডোপ করা হয় যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি বেশি যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে, তখন অতিরিক্ত ইলেকট্রনগুলি পরিবহন ব্যান্ডে দান করা হয়। এই ধরনের ডোপিংকে n-টাইপ ডোপিং বলা হয়। যখন একটি অর্ধপরিবাহীকে এমন একটি মৌল দিয়ে ডোপ করা হয় যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি কম যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে, তখন অনুপস্থিত ইলেকট্রনগুলি যোজ্যতা ব্যান্ডে হোল তৈরি করে। এই হোলগুলি প্রতিবেশী পরমাণু থেকে ইলেকট্রন দ্বারা পূর্ণ হতে পারে, যা হোলগুলিকে অর্ধপরিবাহীর মধ্য দিয়ে চলাচল করতে দেয়। এই ধরনের ডোপিংকে p-টাইপ ডোপিং বলা হয়।

ট্রানজিস্টর

ট্রানজিস্টর হল ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা ইলেকট্রনিক সংকেত পরিবর্ধন বা সুইচ করতে পারে। ট্রানজিস্টর অর্ধপরিবাহী থেকে তৈরি, এবং তারা ইমিটার, বেস এবং কালেক্টর টার্মিনালের মধ্যে ইলেকট্রনের প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করে কাজ করে। যখন বেস টার্মিনালে একটি ছোট ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন এটি কালেক্টর টার্মিনালে প্রয়োগ করা একটি বড় ভোল্টেজ নিয়ন্ত্রণ করতে পারে। এটি ট্রানজিস্টরগুলিকে পরিবর্ধক এবং সুইচে ব্যবহারের জন্য আদর্শ করে তোলে।

ডায়োড

ডায়োড হল ইলেকট্রনিক ডিভাইস যা শুধুমাত্র একদিকে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয়। ডায়োড অর্ধপরিবাহী থেকে তৈরি, এবং তারা একদিকে ইলেকট্রনের প্রবাহে একটি বাধা তৈরি করে কাজ করে। এই বাধাকে p-n জংশন বলা হয়। যখন ডায়োডে ফরোয়ার্ড দিকে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন p-n জংশন অতিক্রম করা হয় এবং কারেন্ট প্রবাহিত হতে পারে। যখন ডায়োডে রিভার্স দিকে একটি ভোল্টেজ প্রয়োগ করা হয়, তখন p-n জংশন কারেন্টের প্রবাহ ব্লক করে।

সমন্বিত বর্তনী

সমন্বিত বর্তনী (IC) হল ইলেকট্রনিক ডিভাইস যাতে লক্ষ লক্ষ বা এমনকি বিলিয়ন ট্রানজিস্টর এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক উপাদান থাকে। ICগুলি অর্ধপরিবাহী থেকে তৈরি, এবং এগুলি কম্পিউটার, সেল ফোন এবং ডিজিটাল ক্যামেরার মতো বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

অর্ধপরিবাহীর উদাহরণ

কিছু সাধারণ অর্ধপরিবাহীর মধ্যে রয়েছে:

• সিলিকন (Si)
• জার্মেনিয়াম (Ge)
• গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs)
• ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP)
• ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড (CdTe)

এই অর্ধপরিবাহীগুলি সরল ট্রানজিস্টর থেকে জটিল সমন্বিত বর্তনী পর্যন্ত বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

অর্ধপরিবাহীর প্রকারভেদ#

অর্ধপরিবাহীর প্রকারভেদ

অর্ধপরিবাহী হল এমন উপকরণ যাদের বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবাহী এবং অন্তরকের মধ্যে অবস্থিত। এর অর্থ হল তারা নির্দিষ্ট শর্তে বিদ্যুৎ পরিবহন করতে পারে, কিন্তু অন্য শর্তে পারে না। সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী হল সিলিকন এবং জার্মেনিয়াম, তবে আরও অনেক মৌল এবং যৌগও অর্ধপরিবাহী হতে পারে।

দুটি প্রধান ধরনের অর্ধপরিবাহী রয়েছে: অন্তর্নিহিত এবং বহিঃস্থ।

অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী হল বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী যাতে কোনো অশুদ্ধি থাকে না। এই উপকরণগুলির একটি খুব কম বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা থাকে, কিন্তু অশুদ্ধি যোগ করে এটি বাড়ানো যেতে পারে।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে অশুদ্ধি দিয়ে ডোপ করা হয়েছে। ডোপিং হল একটি অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য অল্প পরিমাণে অন্য একটি মৌল যোগ করার প্রক্রিয়া। যখন একটি অশুদ্ধি পরমাণু একটি অর্ধপরিবাহীতে যোগ করা হয়, তখন এটি ইলেকট্রন দান বা গ্রহণ করতে পারে। এটি অর্ধপরিবাহীতে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা পরিবর্তন করে, যা পরিবর্তে এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা পরিবর্তন করে।

দুই ধরনের অশুদ্ধি রয়েছে যা অর্ধপরিবাহীতে যোগ করা যেতে পারে: দাতা এবং গ্রহীতা।

দাতা হল অশুদ্ধি যা অর্ধপরিবাহীতে ইলেকট্রন দান করে। এটি অর্ধপরিবাহীতে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা বাড়ায়, যা এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা বাড়ায়। সাধারণ দাতা অশুদ্ধির মধ্যে রয়েছে ফসফরাস, আর্সেনিক এবং অ্যান্টিমনি।

গ্রহীতা হল অশুদ্ধি যা অর্ধপরিবাহী থেকে ইলেকট্রন গ্রহণ করে। এটি অর্ধপরিবাহীতে মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা হ্রাস করে, যা এর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা হ্রাস করে। সাধারণ গ্রহীতা অশুদ্ধির মধ্যে রয়েছে বোরন, গ্যালিয়াম এবং ইন্ডিয়াম।

একটি অর্ধপরিবাহীতে যোগ করা অশুদ্ধির ধরন তার বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য নির্ধারণ করে। N-টাইপ অর্ধপরিবাহী হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে দাতা দিয়ে ডোপ করা হয়েছে, যখন p-টাইপ অর্ধপরিবাহী হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে গ্রহীতা দিয়ে ডোপ করা হয়েছে।

অর্ধপরিবাহীর উদাহরণ

• সিলিকন হল সবচেয়ে সাধারণ অর্ধপরিবাহী। এটি ট্রানজিস্টর, সমন্বিত বর্তনী এবং সৌর কোষ সহ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।
• জার্মেনিয়াম হল আরেকটি সাধারণ অর্ধপরিবাহী। এটি কিছু ট্রানজিস্টর এবং অন্যান্য ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।
• গ্যালিয়াম আর্সেনাইড হল একটি যৌগ অর্ধপরিবাহী যা কিছু উচ্চ-গতির ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।
• ইন্ডিয়াম ফসফাইড হল আরেকটি যৌগ অর্ধপরিবাহী যা কিছু আলোক-ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়।

অর্ধপরিবাহী আধুনিক ইলেকট্রনিক্সের জন্য অপরিহার্য উপকরণ। এগুলি কম্পিউটার থেকে সেল ফোন থেকে সৌর কোষ পর্যন্ত বিভিন্ন ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়। বিভিন্ন ধরনের অর্ধপরিবাহীর বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে যা তাদের বিভিন্ন প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী#

একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী হল একটি বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী উপাদান যাতে কোনো অশুদ্ধি বা ডোপ্যান্ট থাকে না। একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীতে, মুক্ত ইলেকট্রনের সংখ্যা (n) হোলের সংখ্যার (p) সমান, এবং উপাদানটি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ। একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা খুব কম, কারণ বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য খুব কম মুক্ত আধান বাহক উপলব্ধ থাকে।

ঘরোয়া তাপমাত্রায়, তাপীয় শক্তি অর্ধপরিবাহীর কিছু সমযোজী বন্ধন ভাঙতে যথেষ্ট, যা মুক্ত ইলেকট্রন এবং হোল তৈরি করে। মুক্ত আধান বাহকের সংখ্যা তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়, তাই একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর বৈদ্যুতিক পরিবাহিতাও তাপমাত্রার সাথে বৃদ্ধি পায়।

একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ডগ্যাপ হল যোজ্যতা ব্যান্ড এবং পরিবহন ব্যান্ডের মধ্যে শক্তির পার্থক্য। ব্যান্ডগ্যাপ অর্ধপরিবাহী দ্বারা শোষিত আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য নির্ধারণ করে। যদি আলোর তরঙ্গদৈর্ঘ্য ব্যান্ডগ্যাপের চেয়ে ছোট হয়, তবে ফোটনের যোজ্যতা ব্যান্ড থেকে পরিবহন ব্যান্ডে একটি ইলেকট্রন উত্তেজিত করার জন্য পর্যাপ্ত শক্তি থাকে, যা একটি মুক্ত ইলেকট্রন এবং একটি হোল তৈরি করে।

একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর ব্যান্ডগ্যাপ উপাদানের একটি মৌলিক বৈশিষ্ট্য। সিলিকনের ব্যান্ডগ্যাপ হল 1.12 eV, যখন জার্মেনিয়ামের ব্যান্ডগ্যাপ হল 0.67 eV। সিলিকনের বড় ব্যান্ডগ্যাপ এটিকে জার্মেনিয়ামের তুলনায় ইলেকট্রনিক ডিভাইসের জন্য আরও উপযুক্ত উপাদান করে তোলে, কারণ এটি তাপীয় শব্দ দ্বারা প্রভাবিত হওয়ার সম্ভাবনা কম।

অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীগুলি সৌর কোষ, ফটোডায়োড এবং ট্রানজিস্টরের মতো বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়। একটি সৌর কোষে, আলো শোষণ মুক্ত ইলেকট্রন এবং হোল তৈরি করে, যা তারপর একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা পৃথক করা হয় এবং একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ হিসাবে সংগ্রহ করা হয়। একটি ফটোডায়োডে, আলো শোষণ অর্ধপরিবাহীর উপর একটি ভোল্টেজ তৈরি করে, যা আলোর উপস্থিতি সনাক্ত করতে ব্যবহার করা যেতে পারে। একটি ট্রানজিস্টরে, অর্ধপরিবাহীর মধ্য দিয়ে প্রবাহিত কারেন্ট একটি বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র দ্বারা নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে, যা ইলেকট্রনিক সংকেত পরিবর্ধন বা সুইচ করতে ব্যবহৃত হয়।

এখানে অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর কিছু উদাহরণ রয়েছে:

• সিলিকন (Si)
• জার্মেনিয়াম (Ge)
• গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs)
• ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP)
• ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড (CdTe)

এই উপকরণগুলি সবই বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, এবং তাদের বৈশিষ্ট্যগুলি ভালোভাবে বোঝা যায়।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী#

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী

একটি বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী হল একটি অর্ধপরিবাহী উপাদান যা ইচ্ছাকৃতভাবে এর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করার জন্য অশুদ্ধি দিয়ে ডোপ করা হয়েছে। নির্দিষ্ট ডোপ্যান্ট পরমাণু যোগ করে, অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যগুলি সুনির্দিষ্টভাবে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে। এটি উপযুক্ত বৈশিষ্ট্য সহ বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইস তৈরি করতে দেয়।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর প্রকারভেদ

দুটি প্রধান ধরনের বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী রয়েছে:

1. N-টাইপ অর্ধপরিবাহী: এগুলি হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে এমন পরমাণু দিয়ে ডোপ করা হয়েছে যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি বেশি যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে। এই অতিরিক্ত ইলেকট্রন একটি মুক্ত বাহক হয়ে ওঠে, উপাদানের পরিবাহিতা বাড়ায়। সাধারণ n-টাইপ ডোপ্যান্টের মধ্যে রয়েছে ফসফরাস (P), আর্সেনিক (As) এবং অ্যান্টিমনি (Sb)।

2. P-টাইপ অর্ধপরিবাহী: এগুলি হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে এমন পরমাণু দিয়ে ডোপ করা হয়েছে যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি কম যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে। এটি একটি হোল তৈরি করে, যা একটি ধনাত্মক আধানযুক্ত মোবাইল বাহক। সাধারণ p-টাইপ ডোপ্যান্টের মধ্যে রয়েছে বোরন (B), গ্যালিয়াম (Ga) এবং ইন্ডিয়াম (In)।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর উদাহরণ

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীগুলি বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে:

• ট্রানজিস্টর: ট্রানজিস্টর হল ডিজিটাল বর্তনীর মৌলিক বিল্ডিং ব্লক। এগুলি n-টাইপ এবং p-টাইপ উভয় অর্ধপরিবাহী থেকে তৈরি এবং সংকেত পরিবর্ধন, কারেন্ট সুইচ এবং তথ্য সংরক্ষণ করতে ব্যবহার করা যেতে পারে।
• ডায়োড: ডায়োড হল ইলেকট্রনিক উপাদান যা শুধুমাত্র একদিকে কারেন্ট প্রবাহিত হতে দেয়। এগুলি একটি একক ধরনের অর্ধপরিবাহী থেকে তৈরি, হয় n-টাইপ বা p-টাইপ।
• আলোক-নির্গমনকারী ডায়োড (LED): LED হল অর্ধপরিবাহী ডিভাইস যা একটি বৈদ্যুতিক প্রবাহ তাদের মধ্য দিয়ে যাওয়ার সময় আলো নির্গত করে। এগুলি গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (InGaN) এবং অ্যালুমিনিয়াম গ্যালিয়াম ইন্ডিয়াম ফসফাইড (AlGaInP) সহ বিভিন্ন অর্ধপরিবাহী উপাদান থেকে তৈরি।
• সৌর কোষ: সৌর কোষ হল ডিভাইস যা আলোর শক্তিকে বৈদ্যুতিক শক্তিতে রূপান্তরিত করে। এগুলি সিলিকন (Si), ক্যাডমিয়াম টেলুরাইড (CdTe) এবং কপার ইন্ডিয়াম গ্যালিয়াম সেলেনাইড (CIGS) সহ বিভিন্ন অর্ধপরিবাহী উপাদান থেকে তৈরি।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর প্রয়োগ

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী আধুনিক ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য অপরিহার্য। এগুলি বিভিন্ন প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়, যার মধ্যে রয়েছে:

• ভোক্তা ইলেকট্রনিক্স: বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী স্মার্টফোন, কম্পিউটার, টেলিভিশন এবং ডিজিটাল ক্যামেরার মতো বিভিন্ন ভোক্তা ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত হয়।
• শিল্প ইলেকট্রনিক্স: বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, মোটর নিয়ন্ত্রণ এবং রোবোটিক্সের মতো বিভিন্ন শিল্প প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়।
• অটোমোটিভ ইলেকট্রনিক্স: বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী ইঞ্জিন নিয়ন্ত্রণ, ট্রান্সমিশন নিয়ন্ত্রণ এবং নিরাপত্তা ব্যবস্থার মতো বিভিন্ন অটোমোটিভ প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়।
• চিকিৎসা ইলেকট্রনিক্স: বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী ইমেজিং সিস্টেম, রোগী পর্যবেক্ষণ ডিভাইস এবং সার্জিক্যাল যন্ত্রের মতো বিভিন্ন চিকিৎসা প্রয়োগে ব্যবহৃত হয়।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী আধুনিক বিশ্বের জন্য একটি মূল সক্ষমকারী প্রযুক্তি। এগুলি বিভিন্ন ইলেকট্রনিক ডিভাইসের কার্যকারিতার জন্য অপরিহার্য এবং অনেক বিভিন্ন শিল্পে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

অন্তর্নিহিত এবং বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহীর মধ্যে পার্থক্য#

অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী

অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহী হল বিশুদ্ধ অর্ধপরিবাহী যাতে কোনো অশুদ্ধি থাকে না। ঘরোয়া তাপমাত্রায়, পরিবহন ব্যান্ডে ইলেকট্রনের সংখ্যা যোজ্যতা ব্যান্ডে হোলের সংখ্যার সমান। এর অর্থ হল অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীগুলি বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ।

একটি অন্তর্নিহিত অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা খুব কম। এটি কারণ পরিবহন ব্যান্ডের ইলেকট্রন এবং যোজ্যতা ব্যান্ডের হোলগুলি ক্রমাগত একে অপরের সাথে পুনর্মিলিত হচ্ছে। এই পুনর্মিলন প্রক্রিয়া বিদ্যুৎ পরিবহনের জন্য উপলব্ধ মুক্ত বাহকের সংখ্যা হ্রাস করে।

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী

বহিঃস্থ অর্ধপরিবাহী হল অর্ধপরিবাহী যেগুলিকে অশুদ্ধি দিয়ে ডোপ করা হয়েছে। ডোপিং হল একটি অর্ধপরিবাহীতে একটি অশুদ্ধি পরমাণুর একটি ছোট পরিমাণ যোগ করার প্রক্রিয়া। এই অশুদ্ধি পরমাণু হয় একটি দাতা পরমাণু বা একটি গ্রহীতা পরমাণু হতে পারে।

দাতা পরমাণু হল এমন পরমাণু যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি বেশি যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে। যখন একটি দাতা পরমাণু একটি অর্ধপরিবাহীতে যোগ করা হয়, তখন অতিরিক্ত যোজ্যতা ইলেকট্রনটি অর্ধপরিবাহীতে দান করা হয়। এই ইলেকট্রনটি তখন অর্ধপরিবাহীর চারপাশে চলাচল করতে পারে, অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা বাড়ায়।

গ্রহীতা পরমাণু হল এমন পরমাণু যার অর্ধপরিবাহী পরমাণুর চেয়ে একটি কম যোজ্যতা ইলেকট্রন থাকে। যখন