अध्याय 14

सेमीकंडक्टर इलेक्ट्रॉनिक्स के सामग्री, यंत्र और सरल सर्किट

MCQ I

~~ 14.1 एक सेमीकंडक्टर की चंद्रिकता तापमान में बढ़ने से बढ़ती है क्योंकि

(a) मुक्त विद्युत प्रवाही के संख्या घटती हैं।

(b) आरामदायक समय बढ़ता है।

(c) मुक्त विद्युत प्रवाही की संख्या और आरामदायक समय दोनों बढते हैं।

(d) मुक्त विद्युत प्रवाही की संख्या बढ़ती है, आरामदायक समय घटता है लेकिन आरामदायक समय की कमी का प्रभाव संख्या की वृद्धि की तुलना में कम होता है।

~~ 14.2 चित्र 14.1 में, $V_0$ एक p-n संयोजन पर एक बैटरी संयोजन कोनेक्ट न करने पर प्रतिरोधकीय ताप है

चित्र 14.1

(a) 1 और 3 दोनों और जंक्शन के लिए अग्रभूत बांध करते हैं

(b) 3 केवल जंक्शन के लिए अग्रभूत बांध करता है और 1 उलट दिशा के लिए जंक्शन के लिए बांध करता है

(c) 1 अग्रभूत ठोस़ और 3 जंक्शन के लिए उलट दिशा के लिए बांध करता है।

(d) 3 और 1 दोनों और जंक्शन के लिए उलट दिशा के लिए बांध करता है।

~~ 14.3 चित्र 14.2 में, सब्सिडीज़ को आदर्श मानते हुए,

(a) $D_1$ अग्रवाहित है और $D_2$ अप्रवाहित है और इसलिए प्रवाह $A$ से $B$ तक होता है

(b) $D_2$ अग्रवाहित है और $D_1$ अप्रवाहित है और इसलिए कोई प्रवाह $B$ से $A$ तक और उल्टा नहीं होता है।

(c) $D_1$ और $D_2$ दोनों अग्रवाहित होते हैं और इसलिए प्रवाह $A$ से $B$ तक होता है।

(d) $D_1$ और $D_2$ दोनों अप्रवाहित होते हैं और इसलिए प्रवाह $A$ से $B$ और उल्टा नहीं होता है।

~~ 14.4 बिंदु A और बिंदु B के बीच एक 220 V A.C. आपूर्ति जोड़ी गई है (चित्र 14.3)। कैपेसिटर के बीच विद्युत विभिन्नता $V$ क्या होगी?

(a) $220 V$।

(b) $110 V$।

(c) $OV$।

(d) $220 \sqrt{2} V$।

~~ 14.5 खुदरा है

(a) इलेक्ट्रॉन का एक-गर्तिका

(b) एक गहन बंध किये जाने पर जब एक इलेक्ट्रॉन एक कोन्तियाँ छोड़ता है।

(c) मुक्त इलेक्ट्रॉन की अनुपस्थिति।

(d) एक कृत्रिमता बनाई गई कण।

~~ 14.6 चित्र 14.4 में दिए गए सर्किट का आउटपुट।

(a) सभी समय में शून्य होगा।

चित्र 14.4

(b) आउटपुट में सकारात्मक चक्रों के साथ एक पाधांश तारक होगा।

(c) आउटपुट में नकारात्मक चक्रों के साथ एक पाधांश तारक होगा।

(d) एक पूर्ण चक्रवाती की तरह होगा।

~~ 14.7 चित्र 14.5 में दिखाए गए सर्किट में, यदि आगे के वोल्टेज ड्रॉप $0.3 V$ है, तो बिंदु $A$ और $B$ के बीच वोल्टेज अंतर क्या होगा

(a) $1.3 V$

(b) $2.3 V$

(c) 0

(d) $0.5 V$

~~ 14.8 दिए गए सर्किट के लिए सत्यता सारणी (चित्र 14.6) है

इसकी ही संस्करण की सामग्री है:

(ए)

(ब)

(सी)

(डी)

MCQ II

~~ 14.9 जब एक सेमीकंडक्टर पर विद्युत क्षेत्र लगाया जाता है

(अ) इलेक्ट्रॉन कंडक्टन बैंड में कम ऊर्जा स्तर से अधिक ऊर्जा स्तर में चलते हैं।

(ब) इलेक्ट्रॉन कंडक्टन बैंड में अधिक ऊर्जा स्तर से कम ऊर्जा स्तर में चलते हैं।

(सी) वैलेंस बैंड में होल्स उच्च ऊर्जा स्तर से कम ऊर्जा स्तर में चलते हैं।

(डी) वैलेंस बैंड में होल्स निम्न ऊर्जा स्तर से उच्च ऊर्जा स्तर में चलते हैं।

~~ 14.10 एक एनपीएन ट्रांजिस्टर को वहां चलाया जाता है, जहां उसका बेस-इमीटर जंक्शन फॉरवर्ड बायस और कलेक्टर-बेस जंक्शन रिवर्स बायस होता है। निम्नलिखित में से कौन से कथन सही हैं?

(अ) इलेक्ट्रॉन इमीटर से कलेक्टर के पार क्रॉसओवर करते हैं।

(ब) होल बेस से कलेक्टर में चले जाते हैं।

(सी) इलेक्ट्रॉन इमीटर से बेस में जाते हैं।

(डी) इलेक्ट्रॉन इमीटर से बेस के बाहर कलेक्टर में जाते हैं।

~~ 14.11 चित्र 14.7 में एक बेस बायस्ड सी ट्रांजिस्टर की स्थानांतरण विशेषताएं दिखाई जाती हैं। निम्नलिखित में से कौन से कथन सही हैं?

चित्र 14.7

(अ) $V_i=0.4 V$ पर ट्रांजिस्टर सक्रिय अवस्था में है।

(ब) $V_i=1 V$ पर इसका उपयोग एक एम्प्लीफायर के रूप में किया जा सकता है।

(सी) $V_i=0.5 V$ पर इसे स्विच के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसे बंद किया गया है।

(डी) $V_i=2.5 V$ पर इसे स्विच के रूप में उपयोग किया जा सकता है, जिसे चालू किया गया है।

~~ 14.12 एक एनपीएन ट्रांजिस्टर सर्किट में, कलेक्टर के धारक विद्युत धारा $10 mA$ है। यदि धारक इलेक्ट्रॉनों का $95$ प्रतिशत कलेक्टर तक पहुंचता है, तो निम्नलिखित में से कौन से कथन सही हैं?

(अ) इमीटर धारक $8 mA$ होगा।

(ब) इमीटर धारक $10.53 mA$ होगा।

(सी) बेस धारक $0.53 mA$ होगा।

(डी) बेस धारक $2 mA$ होगा।

~~ 14.13 एक डायोड के डीपलीशन क्षेत्र में

(अ) कोई गतिशील चार्ज नहीं होते हैं।

(ब) होल और इलेक्ट्रॉनों की समान संख्या मौजूद होती है, जो क्षेत्र को संगतिमय बनाती है।

(सी) होल्स और इलेक्ट्रॉनों का पुनर्मिलन हो गया है।

(डी) अगतिम चार्जधारी आयन मौजूद हैं।

~~ 14.14 जेनर डायोड के नियाम क्रिया के दौरान क्या होता है?

(अ) जेनर में धारा और वोल्टेज निश्चित रहते हैं।

(ब) सीरीज़ प्रतिरोध $(R_s)$ के माध्यम से धारा परिवर्तित होती है।

(सी) जेनर प्रतिरोध नियमित होता है।

(डी) जेनर द्वारा प्रदान की गई प्रतिरोध बदलती है।

~~ 14.15 कैपेसिटर फिल्टर वाले रेक्टिफायर सर्किट में रिपल्स को कम करने के लिए

(अ) $R_L$ बढ़ाना चाहिए।

(ब) इनपुट फ्रिक्वेंसी को कम करना चाहिए।

(सी) इनपुट फ्रिक्वेंसी को बढ़ाना चाहिए।

(डी) उच्च कैपेसिटी वाले कैपेसिटर का उपयोग करना चाहिए।

~~

14.16 पृष्ठभेदित $p-n$ जंक्शन डायोड का विच्छेद अधिक संभव है की वजह से होता है

(a) यदि डोपिंग आंतराल कम है तो अल्पांश चार्ज के वेग का विशेष रूप से अधिक होना।

(b) यदि डोपिंग आंतराल बड़ा है तो अल्पांश चार्ज के वेग का विशेष रूप से अधिक होना।

(c) यदि डोपिंग आंतराल कम है तो एक शोषण क्षेत्र में स्थिर विद्युतक्षेत्र।

(d) यदि डोपिंग आंतराल बड़ा है तो एक शोषण क्षेत्र में मजबूत विद्युतक्षेत्र।

VSA

~~ 14.17 सिलिकॉन या जर्मेनियम के लिए तत्विक डोपेंट सामान्यतः किस समूह XIII या समूह XV से चुनें जाते हैं।

~~ 14.18 Sn, C, और Si, Ge सभी समूह XIV तत्व हैं। फिर भी, Sn एक चालक है, $C$ एक इंसुलेटर है जबकि $Si$ और Ge अर्धचालक हैं। क्यों?

~~ 14.19 क्या पी-एन जंक्शन के अवरोध को सीधे रूप से जंक्शन के बीच एक वोल्टमीटर को कनेक्ट करके मापा जा सकता है?

~~ 14.20 रेसिस्टर के पारिस्फेट का आउटपुट तार किंतु कोणाच्या चित्रणीका (चित्र 14.8)।

Fig. 14.8

~~ 14.21 अभिवृद्धि $X, Y$ और $Z$ श्रृंगरों को सीरीज में जोड़ा जाता है। यदि $X, Y$ और $Z$ के वोल्टेज गेंद 10, 20 और 30 हैं, प्रत्येकत्र, और इनपुट संकेतिका है $1 mV$ पीक मान, तो उत्पादक संकेतिका वोल्टेज-पीक मान क्या होगा

(i) यदि डीसी आपूर्ति वोल्टेज है $10 V$?

(ii) यदि ईएस आपूर्ति वोल्टेज है $5 V$?

~~ 14.22 एक $CE$ ट्रांजिस्टर अंपलिफायर में विद्युत और वोल्टेज अधिकार संबंधित हैं। दूसरे शब्दों में यह एक ऊर्जा का माप है। क्या सर्किट प्राकृतभा रखने योग्यता को उल्लंघन करता है?

S.A

~~ 14.23

(a)

(b) Fig. 14.9

(i) उस प्रकार के डायोड का नाम बताएं जिसकी विशेषताएं चित्र 14.9 (A) और चित्र 14.9 (B) में दिखाई गई हैं।

(ii) चित्र (A) में बिंदु $P$ क्या दर्शाता है?

(iii) चित्र (B) में बिंदु $P$ और $Q$ क्या दर्शाते हैं?

~~ 14.24 तीन फोटो डायोड D1, D2 और D3 को $2.5 eV, 2 eV$ और $3 eV$ के बैंड गैप वाले अर्धचालकों से बनाया गया है। किसे ही प्रकाश $6000 _λ A$ की तारक लगाने के लिए सक्षम होंगे?

~~ 14.25 यदि आर्कोण्ड हों $R_1$ बढ़ा हुआ है (चित्र 14.10), तो एमीटर और वोल्टोमीटर के पठनों की पठनि में कैसे परिवर्तन होंगे?

Fig. 14.10

~~ 14.26 दो कार गेरेजों में एक साझा दरवाजा होता है, जो स्वचालित रूप से खुल जाना चाहिए जब कोई न किसी गेराज के अंदर जाए या जब यदि दोनों में गाड़ी दाखिल हों। इस स्थिति को दिओड्स का उपयोग करके आदर्शित करने के लिए एक सर्किट विचार करें।

~~ 14.27 एक ट्रांजिस्टर का उपयोग करके NOT गेट प्राप्त करने के लिए एक सर्किट कैसे स्थापित करें?

~~ 14.28 क्यूअन तत्व सैद्धांतिक प्रकार से दृश्य एलईडी बनाने के लिए उपयोग नहीं हो सकते हैं।

~~

14.29 पीछड़ावे में निर्देशक यांत्रिकी के लिए सत्य सारणी लिखें। यांत्रिकी को किस गेट की तुलना में देखा जा सकता है।

Fig. 14.11

~~ 14.30 वोल्टेज विनियामक के रूप में एक $1 W$ की शक्ति रेटिंग वाला Zener इस्तेमाल किया जाना है। यदि Zener का टूटना $5 V$ है और यह वोल्टेज नियंत्रित करना है जो $3 V$ और $7 V$ के बीच फ्लक्चुएट करता है, तो सुरक्षित संचालन के लिए Rs का मान क्या होना चाहिए (Fig.14.12)?

Fig. 14.12

~~ 14.31 यदि Fig. 14.13 में हर डायोड का आगे की ओर विद्युत प्रावर्धन विरोध कण्ट की आवश्यकता $25 \Omega$ है और पार्श्ववर्ती विरोध में असीमित विरोध है, तो धारित $I_1, I_2, I_3$ और $I_4$ के मान क्या होंगे?

Fig. 14.13

~~ 14.32 यदि Fig. 14.14 में जोड़िन वेल्यू के पास भूमि रेजिस्टंस का इनपुट वोल्टेज $10 V$ है, वी . _{b e} शून्य है और वी . _{ce} भी शून्य है। $I_b, I_c$ और $\beta$ के मान क्या होंगे।

Fig. 14.14

~~ 14.33 दिये गए गेटों की संयोजन (Fig. 14.15) में आउटपुट सिग्नल $C_1$ और $C_2$ बनाएँ।

~~ 14.34 CE कॉन्फ़िगरेशन में npn ट्रांजिस्टर की इनपुट और आउटपुट विशेषताओं का अध्ययन करने के लिए Fig 14.16 (a) में दिए गए सरंचना को विचार करें।

$V . _{B E}=0.7 V$ वाले ट्रांजिस्टर के लिए $Q$ बिंदु पर ट्रांजिस्टर का $R_B$ और $R_C$ का चयन करें। यहाँ तक कि ट्रांजिस्टर का इनपुट संवेदनशीलता बहुत कम है और $V _{C C}=V _{B B}=16 V$ है, साथ ही मान्यन अनुरूप विचार करते हुए यहाँ सर्किट का वोल्टेज गुणता और बिजली गुणता भी ढूंढें।

~~ 14.35 आदर्श डायोड की मान्यता करने के अवसर में, Fig. 14.17 में दिए गए सर्किट के लिए आउटपुट तरंगफलक खींचें। तरंगफलक को समझाएं।

Fig. 14.17

~~ 14.36 मान लीजिए एक ’n’ प्रकार की नाश्तरी बनाई गई है जिसे $5 \times 10^{28}$ परमाणुओं $/ m^{3}$ की आपूर्ति के साथ 1 ppm अणु विशेषता के साथ सिलिकॉन क्रिस्टल को बोल दिया गया है। सतह पर ‘P’ क्षेत्र बनाने के लिए 200 ppm बोरॉन जोड़ा जाता है। $n_i=1.5 \times 10^{16} m^{-3}$ को मानते हुए, (क) $n$ और $p$ क्षेत्र में चार्ज परिधियों के घनत्व की गणना करें। (ii) ट्रांजिस्टर उलट बीस होते समय रिवर्स सेचरेशन के लिए कौन से चार्ज करियर अधिकतम संभावित होंगे।

~~ 14.37 एक एक्स-या गेट में निम्न तालिका दी है:

कन्टेंट का हिंदी संस्करण क्या होगा: | $A$ | $B$ | $Y$ | | :—: | :—: | :—: | | 0 | 0 | 0 | | 0 | 1 | 1 | | 1 | 0 | 1 | | 1 | 1 | 0 |

इसे निम्नलिखित तार्किक संबंध के द्वारा प्रतिष्ठित किया जाता है

$ Y=\overline{A} \cdot B+A \cdot \overline{B} $

AND, OR और NOT गेट का उपयोग करके इस गेट को बनाएं।

~~ 14.38 एक डियोड्स और एक रेजिस्टर के बीच इन तीन टर्मिनल्स वाली बॉक्स को चित्र 14.18 (a) में दिखाया गया है:

चित्र 14.18 (a)

इन तीन टर्मिनल्स के बीच कैसी व्यवस्था में कुछ कंपोनेंट्स जैसे, दो जर्मेनियम डायोड्स और एक रेजिस्टर कनेक्ट किए गए हैं।

एक छात्र एक प्रयोग करता है जिसमें इन तीनों टर्मिनल्स में से किसी दो को सर्किट में कनेक्ट किया जाता है, जैसा कि चित्र 14.18 (b) में दिखाया गया है।

चित्र 14.18 (b)

छात्र, कंपोनेंट्स के बीच संयोजन की जानकारी मिला रहा है जब सर्किट में कनेक्ट की गई दो टर्मिनल्स के बीच वर्तमान - वोल्टेज चरित्र प्रदर्शित होते हैं।

वोल्टेज-विद्युत विशेषताओं के लिए इन ग्राफियों मिलते हैं:

(आई) जब $A$ धनात्मक होता है और $B$ ऋणात्मक होता है

चित्र 14.18 (c)

(ई) जब $A$ ऋणात्मक होता है और $B$ धनात्मक होता है

चित्र 14.18 (d)

(ग) जब $B$ धनात्मक होता है और $C$ ऋणात्मक होता है

चित्र 14.18 (e)

(घ) जब $B$ धनात्मक होता है और $C$ धनात्मक होता है

चित्र 14.18 (f)

(ङ) जब $A$ धनात्मक होता है और $C$ ऋणात्मक होता है

चित्र 14.18 (g)

(च) जब $A$ ऋणात्मक होता है और $C$ धनात्मक होता है

चित्र 14.18 (h)

चित्र 14.18 (c) से (h) तक वर्तमान-वोल्टेज विशेषताओं के इन ग्राफियों से, A, B और $C$ के बीच कंपोनेंट्स की व्यवस्था का पता लगाएं।

~~ 14.39 चित्र 14.19 में दिखाए गए ट्रांजिस्टर सर्किट में $I_C=1 mA, V_{CE}=3 V, V_{BE}=0.5 V$ और $V_{CC}=12 V$, $\beta=100$ दिया हैं, तो $V_E, R_B, R_E$ की मान्यता कीजिए।

चित्र 14.19

~~ 14.40 चित्र 14.20 में दिखाए गए सर्किट में $R_C$ की मान्यता ढूंढें।

चित्र 14.20

अध्याय 14

~~ 14.1 (डी)

~~ 14.2 (बी)

~~ 14.3 (बी)

~~ 14.4 (डी)

१४.५ (ब)

१४.६ (सी)

१४.७ (ब)

१४.८ (सी)

१४.९ (ए), (सी)

१४.१० (ए), (सी)

१४.११ (ब), (सी), (डी)

१४.१२ (ब), (सी)

१४.१३ (ए), (ब), (डी)

१४.१४ (ब), (डी)

१४.१५ (ए), (सी), (डी)

१४.१६ (ए), (डी)

१४.१७ प्रत्यामर्जक अणुओं का आकार ऐसा होना चाहिए जो मेंप्रश्न छूने वाले मिश्रित प्रतिष्ठान जाल संरचना को विकृत न करें और साथ ही सिलिकॉन या जर्मनियम के साथ परिसंघात्मक बांध का योगदान आसानी से कर सकें।

१४.१८ $Sn$ के लिए ऊर्जा का अंतर $0 eV$ है, $C$ के लिए $5.4 eV$ है, $Si$ के लिए $1.1 eV$ है और Ge के लिए $0.7 eV$ है, इनके आणविक आकार से संबंधित।

१४.१९ नहीं, क्योंकि वोल्टमीटर की संगणक्षमता जंक्शन की संगणक्षमता की तुलना में बहुत अधिक होनी चाहिए, जो कि लगभग अनंत के करीब होती है।

१४.२०

१४.२१ (इ) $10 \times 20 \times 30 \times 10^{-3}=6 V$

(ii) यदि आपूर्ति वोल्टेज $5 V$ है, तो आउटपुट पीक $V _{cc}=5 V$ से अधिक नहीं होगा।

इसलिए, $V_0=5 V$.

१४.२२ नहीं, बढ़ाई गई बढ़ी हुई आउटपुट की आवश्यक बिजली स्रोत से प्राप्त की जाती है।

१४.२३ (ई) ZENER जंक्शन डायोड और सोलर सेल।

(ii) Zener च्युट का वोल्टेज

(iii) Q- शॉर्ट सर्किट करंट

P- खुली सर्किट वोल्टेज।

१४.२४ घटनीय प्रकाश फोटॉन की ऊर्जा

$h v=\frac{6.6 \times 10^{-34} \times 3 \times 10^{8}}{6 \times 10^{-7} \times 1.6 \times 10^{-19}}=2.06 e V$

फोटोडायोड द्वारा पहचाने जाने वाले प्रकाश के लिए घटनीय विकिरण फोटॉन की ऊर्जा बैंड गैप से अधिक होनी चाहिए। यह केवल डी 2 के लिए सत्य है। इसलिए, केवल D2 इस प्रकाश को पहचानेगा।

१४.२५ $I_B=\frac{V _{BB}-V _{BE}}{R_1}$। अगर $R_1$ बढ़ाया जाता है, तो $I_B$ कम होगा। चूंकि $I_C=\beta I_B$, इससे अमीटर और वोल्टमीटर की पठनीय सूचना कम होगी।

१४.२६

OR गेट को सत्य सारणी के अनुसार आउटपुट देता है।

१४.२७

१४.२८ तत्वीय अर्धचुंबकीय की बैंड गैप ऐसी होती है कि उत्सर्जन IR क्षेत्र में होती है।

१४.२९ सत्य सारणी

AND गेट

अबिलंबितता में यदि R_ए द्वारा विभाज्य D_11 को उमारी 10V से बढ़ते हैं, तो

V_बंद = V_क = V_P + V_नयन = - 10 + 0.7 + 0.6 = - 10 + 1.3 = - 11.3V

अब, V_क> 0है, तो डायोड अवरोधी है और I = 0 है

V_बंद < 0 होता है, तो डायोड निर्लीन है और I = I_0 है

अतः V_बंदे हैं = - 11.3V और I_0 = 0A

कंटेंट का hi संस्करण क्या है:

~~ 14.39 $I_C \approx I_E \therefore I_C(R_C+R_E)+V _{CE}=12 V$

$R_E=9-R_C=1.2 K \Omega$

उदाहरण समस्याएं-भौतिकी

$\therefore V_E=1.2 V$

$V_B=V_E+V _{B E}=1.7 V$

$I=\frac{V_B}{20 K}=0.085 mA$

$R_B=\frac{12-1.7}{I_C / \beta+0.085}=\frac{10.3}{0.01+1.085}=108 K \Omega$

~~ 14.40 $I_E=I_C+I_B \quad I_C=\beta I_B$

$I_C R_C+V _{C E}+I_E R_E=V _{C C}$

$R I_B+V _{B E}+I_E R_E=V _{C C}$

से (3) $I_e \approx I_C=\beta I_B$

$(R+\beta R_E)=V _{C C}-V _{B E}, \quad I_B=\frac{V _{C C}-V _{B E}}{R+\beta R_E}=\frac{11.5}{200} mA$

से (2)

$R_C+R_E=\frac{V _{C C}-V _{C E}}{I_C}=\frac{V _{C C}-V _{C E}}{\beta I_B}=\frac{2}{11.5}(12-3) K \Omega=1.56 K \Omega$

$R_C=1.56-1=0.56 K \Omega$