Doped Semiconductors MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Doped Semiconductors - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

Last updated on May 7, 2025

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Latest Doped Semiconductors MCQ Objective Questions

Doped Semiconductors Question 1:

नीचे दिखाए गए पदार्थ के ऊर्जा बैंड आरेख में, खुले वृत्त और भरे हुए वृत्त क्रमशः होल और इलेक्ट्रॉनों को दर्शाते हैं। यह पदार्थ है:

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  1. एक विद्युतरोधी
  2. एक धातु
  3. एक n-प्रकार का अर्धचालक
  4. एक p-प्रकार का अर्धचालक

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : एक p-प्रकार का अर्धचालक

Doped Semiconductors Question 1 Detailed Solution

गणना:

दिया गया आंकड़ा एक p-प्रकार के अर्धचालक को दर्शाता है:

जब सिलिकॉन परमाणुओं (संयोजकता = 4) में से एक को एल्यूमीनियम के परमाणु (संयोजकता = 3) से बदल दिया जाता है, तो एल्यूमीनियम परमाणु केवल तीन सिलिकॉन परमाणुओं के साथ सहसंयोजक बंधन बना सकता है। यह एल्यूमीनियम-सिलिकॉन आबंधों में से एक में एक "लुप्त" इलेक्ट्रॉन (एक होल) बनाता है।

ऊर्जा के एक छोटे से व्यय के साथ, एक इलेक्ट्रॉन को पड़ोसी सिलिकॉन-सिलिकॉन आबंध से इस छिद्र को भरने के लिए फाड़ा जा सकता है, जिससे उस आबंध में भी एक छिद्र बन जाता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि छिद्र जाली के माध्यम से स्थानांतरित नहीं हो जाता।

एल्यूमीनियम परमाणु को एक ग्राही परमाणु के रूप में जाना जाता है क्योंकि यह सिलिकॉन के संयोजकता बैंड में पड़ोसी बंधन से एक इलेक्ट्रॉन को आसानी से स्वीकार करता है।

ग्राही परमाणुओं को जोड़कर, संयोजकता बैंड में छिद्रों की संख्या को काफी बढ़ाना संभव है, जिससे पदार्थ एक p-प्रकार का अर्धचालक बन जाता है।

आकृति में दिखाया गया पदार्थ एक p-प्रकार का अर्धचालक है।

Doped Semiconductors Question 2:

निम्नलिखित में से कौन सा कथन सही नहीं है?

  1. त्रिसंयोजी अशुद्धि से मिलाया गया शुद्ध सिलिकॉन p-प्रकार का अर्धचालक बनाता है।
  2. n-प्रकार के अर्धचालक में बहुसंख्यक वाहक होल होते हैं।
  3. p-प्रकार के अर्धचालक में अल्पसंख्यक वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं।
  4. किसी नैज अर्धचालक का प्रतिरोधकता तापमान बढ़ने के साथ घटती है।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : n-प्रकार के अर्धचालक में बहुसंख्यक वाहक होल होते हैं।

Doped Semiconductors Question 2 Detailed Solution

सही उत्तर : विकल्प 2) n-प्रकार के अर्धचालक में बहुसंख्यक वाहक होल होते हैं।

व्याख्या:

1) त्रिसंयोजी अशुद्धि से मिलाया गया शुद्ध सिलिकॉन p-प्रकार का अर्धचालक बनाता है।

2) n-प्रकार के अर्धचालक में बहुसंख्यक वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं, होल नहीं।

3) p-प्रकार के अर्धचालक में अल्पसंख्यक वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं।

4) किसी आंतरिक अर्धचालक का प्रतिरोधकता तापमान बढ़ने के साथ घटती है।

n-प्रकार के अर्धचालक में, बहुसंख्यक वाहक इलेक्ट्रॉन होते हैं क्योंकि यह पंचसंयोजी अशुद्धियों से मिलाया जाता है, जो अतिरिक्त मुक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं।

इसलिए, कथन "n-प्रकार के अर्धचालक में बहुसंख्यक वाहक होल होते हैं" गलत है।

Doped Semiconductors Question 3:

सिलिकॉन का निम्नलिखित अपमिश्रक (डोपेंट) से मादन (डोपिंग) किया जा सकता है:

(A) आर्सेनिक

(B) इंडियम

(C) फॉस्फोरस

(D) बोरॉन

n-टाइप सेमीकंडक्टर प्राप्त करने के लिए, जिन अपमिश्रकों (डोपेंट) का उपयोग किया जा सकता है वे ________ है।

नीचे दिए गए विकल्पों में से सही उत्तर द्वारा रिक्त स्थान भरें।

  1. केवल (A) और (C)
  2. केवल (B) और (C)
  3. (A), (B), (C) और (D)
  4. केवल (C) और (D)

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : केवल (A) और (C)

Doped Semiconductors Question 3 Detailed Solution

संप्रत्यय:

अर्धचालकों में, डोपिंग एक ऐसी प्रक्रिया है जिसमें आंतरिक अर्धचालकों में अशुद्धियाँ मिलाकर उनके विद्युत गुणों को बदल दिया जाता है। N-प्रकार के अर्धचालक अर्धचालक को उन तत्वों से डोप करके बनाए जाते हैं जिनमें स्वयं अर्धचालक की तुलना में अधिक संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। सिलिकॉन में 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।

व्याख्या:

N-प्रकार का अर्धचालक बनाने के लिए, हमें एक पंचसंयोजक तत्व प्रस्तुत करने की आवश्यकता है, जिसमें 5 संयोजकता इलेक्ट्रॉन हों। दिए गए विकल्पों में से, आर्सेनिक (As) और फॉस्फोरस (P) दोनों में 5 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं और सिलिकॉन क्रिस्टल को अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन दान कर सकते हैं, जिससे यह N-प्रकार का अर्धचालक बन जाता है।

दूसरी ओर, इंडियम (In) और बोरॉन (B) में 3 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं और ये त्रिसंयोजक तत्व हैं। वे आमतौर पर P-प्रकार के अर्धचालक बनाने के लिए उपयोग किए जाते हैं क्योंकि वे इलेक्ट्रॉनों को स्वीकार करते हैं।

N-प्रकार का अर्धचालक प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जा सकने वाले डोपेंट (A) आर्सेनिक और (C) फॉस्फोरस हैं।

सही विकल्प (1) है।

Doped Semiconductors Question 4:

एक शुद्ध Ge क्रिस्टल को किसके द्वारा अपमिश्रण करके n प्रकार के क्रिस्टल में बदला जा सकता है:

  1. बोरॉन
  2. गैलियम
  3. आर्सेनिक
  4. सिलिकॉन

Answer (Detailed Solution Below)

Option :

Doped Semiconductors Question 4 Detailed Solution

हल:
n प्रकार का अपमिश्रण:
n प्रकार का अर्धचालक बनाने के लिए, एक दाता अशुद्धि (जिसमें जर्मेनियम की तुलना में अधिक संयोजकता इलेक्ट्रॉन हों) को प्रस्तुत किया जाना चाहिए।
जर्मेनियम में 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए n प्रकार के अपमिश्रक में 5 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होने चाहिए।

विकल्प विश्लेषण:
1. बोरॉन:
बोरॉन में 3 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह एक p प्रकार का अर्धचालक बनाएगा, n प्रकार का नहीं।
गलत।

2. गैलियम:
गैलियम में 3 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह भी एक p प्रकार का अर्धचालक बनाएगा।
गलत।

3. आर्सेनिक:
आर्सेनिक में 5 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।
जब जर्मेनियम में डोप किया जाता है, तो यह एक अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन प्रदान करता है, जिससे यह n प्रकार का अर्धचालक बन जाता है।
सही।

4. सिलिकॉन:
सिलिकॉन में जर्मेनियम के समान 4 संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं।
यह अर्धचालक के प्रकार को नहीं बदलता है।
गलत है।

सही विकल्प
विकल्प 3 (आर्सेनिक): सही है।

Doped Semiconductors Question 5:

एक शुद्ध अर्धचालक में त्रिसंयोजी अशुद्धता को मिलाने पर अनेक ____________ का निर्माण होता है।

  1. स्वतंत्र इलेक्ट्रॉन
  2. संयोजकता इलेक्ट्रॉन
  3. छिद्र
  4. बाध्य इलेक्ट्रॉन

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : छिद्र

Doped Semiconductors Question 5 Detailed Solution

  • जब एक त्रिसंयोजक अशुद्धि (तीन संयोजकता इलेक्ट्रॉनों वाला तत्व, जैसे बोरॉन) को एक शुद्ध अर्धचालक (जैसे सिलिकॉन) में मिलाया जाता है, तो क्रिस्टल संरचना में "छिद्र" बनते हैं।
  • त्रिसंयोजक परमाणुओं में निकटतम सिलिकॉन परमाणुओं के साथ बंधन पूरा करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉन की कमी होती है।
  • यह लुप्त इलेक्ट्रॉन एक "छिद्र" बनाता है, जो सामग्री में एक धनात्मक आवेश वाहक के रूप में कार्य करता है। इस प्रकार, एक त्रिसंयोजक अशुद्धि को मिलाने से छिद्रों को बहुसंख्यक आवेश वाहक के रूप में p-प्रकार के अर्धचालक का निर्माण होता है।

    Additional Information
  • अशुद्धियों को मिलाने की प्रक्रिया को डोपिंग कहा जाता है।
  • एक बाह्य अर्धचालक 2 प्रकार के होते हैं: n-प्रकार और p-प्रकार।
  • जब त्रिसंयोजक अशुद्धि को एक आंतरिक या शुद्ध अर्धचालक (सिलिकॉन या जर्मेनियम) में मिलाया जाता है, तो इसे p-प्रकार का अर्धचालक कहा जाता है।
  • त्रिसंयोजक अशुद्धियाँ जैसे बोरॉन (B), गैलियम (G), इंडियम (In), एल्यूमीनियम (Al), आदि को अभिग्राही अशुद्धि कहा जाता है।
  • जब एक पंचसंयोजक अशुद्धि को एक आंतरिक या शुद्ध अर्धचालक (सिलिकॉन या जर्मेनियम) में मिलाया जाता है, तो इसे n-प्रकार का अर्धचालक कहा जाता है।
  • पंचसंयोजक अशुद्धियाँ जैसे फास्फोरस (P), आर्सेनिक (As), एंटीमनी (Sb), आदि को दाता अशुद्धि कहा जाता है।

Top Doped Semiconductors MCQ Objective Questions

जब एक उपयुक्त अशुद्धता एक छोटी राशि के प्रति मिलियन (ppm) कुछ हिस्सों को शुद्ध अर्धचालक में जोड़ा जाता है तो अर्धचालक की चालकता कई गुना बढ़ जाता है। ऐसी सामग्रियों को ___________________ के रूप में जाना जाता है।

  1. बाहरी अर्धचालक
  2. आंतरिक अर्धचालक
  3. तात्विक अर्धचालक
  4. यौगिक अर्धचालक

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : बाहरी अर्धचालक

Doped Semiconductors Question 6 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • जो पदार्थ एक अच्छा चालक या एक अच्छा अवरोधक नहीं होता, उसे अर्धचालक कहा जाता है।
  • उदाहरण के लिए: सिलिकॉन, जर्मेनियम आदि
  • जोड़े गए अशुद्धता परमाणुओं को अपमिश्रक कहा जाता है और अशुद्धता परमाणुओं के साथ अपमिश्रित अर्धचालकों को बाह्य या अपमिश्रित अर्धचालक कहा जाता है।
  • अर्धचालक के शुद्ध रूप को आंतरिक अर्धचालक कहा जाता है।
  • वे बिना किसी अशुद्धता के केवल एक ही सामग्री से बने होते हैं। इसे गैर-अपमिश्रित या i-प्रकार के अर्धचालक भी कहा जाता है। 
  • सिलिकॉन और जर्मेनियम आंतरिक अर्धचालक के उदाहरण हैं।

व्याख्या

  • आंतरिक अर्धचालक, अर्धचालक का शुद्ध रूप है। इसमें कोई अपमिश्रण मौजूद नहीं होता है।
  • जबकि बाह्य अर्धचालक वह होता है जिसमें एक निश्चित मात्रा में अशुद्धियों को अर्धचालक में जोड़ा जाता है और इस तरह की अशुद्धता की वजह से अर्धचालक की चालकता बढ़ जाती है
  • इसलिए विकल्प 1 सभी के बीच सही है

त्रि-संयोजी अपमिश्रक के साथ डोपित एक नैज अर्धचालक में,

  1. दोनों इलेक्ट्रॉनों और होल बहुसंख्यक आवेश वाहक बन जाते हैं
  2. दोनों इलेक्ट्रॉनों और होल अल्पांश आवेश वाहक बन जाते हैं
  3.  इलेक्ट्रॉन अल्पांश आवेश वाहक तथा होल बहुसंख्यक आवेश वाहक बन जाते हैं
  4. इलेक्ट्रॉन बहुसंख्य वाहक बन जाते हैं और होल अल्पसंख्यक वाहक बन जाते है।

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 :  इलेक्ट्रॉन अल्पांश आवेश वाहक तथा होल बहुसंख्यक आवेश वाहक बन जाते हैं

Doped Semiconductors Question 7 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • जो पदार्थ एक अच्छा चालक या एक अच्छा विद्युत रोधी नहीं है, उसे अर्धचालक कहा जाता है। उदाहरण के लिए: सिलिकॉन,जर्मेनियम आदि ।

अर्धचालक के दो प्रकार है:

  1. नैज अर्धचालक: यह बिना किसी अपमिश्रक का एक बिना डोपित  अर्धचालक या शुद्ध अर्धचालक है
  2. गैर-नैज अर्धचालक या बाहरी अर्धचालक: यह एक अर्धचालक होता है जिसे एक विशिष्ट अपमिश्रक के साथ डोप किया जाता है जो इसके विद्युत गुणों को गहराई से संशोधित कर सकता है, जिससे यह विद्युत अनुप्रयोगों (डायोड, ट्रांजिस्टर, आदि) के लिए उपयुक्त हो जाता है।
    • मिलाए गए अपमिश्रक पर निर्भर करता है गैर-नैज अर्धचालकों को P-प्रकार और N-प्रकार के अर्धचालक में वर्गीकृत किया जा सकता है और जो इस बात पर निर्भर करता है कि अर्धचालक में ज्यादा संख्या में इलेक्ट्रॉन है या होल ।

व्याख्या:

उपरोक्त व्याख्या से, हम देख सकते हैं कि, अर्धचालक के दो प्रकार हैं:

 

  • P-प्रकार अर्धचालक : वे अर्धचालक जिनमे बहुसंख्यक आवेश वाहक होल हो और अल्प आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन हो, को p-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।
    • जब एक त्रिसंयोजी अपमिश्रक को आंतरिक अर्धचालक में डोप किया जाता है तो हमें P-प्रकार का अर्द्धचालक मिलता है।
    • उदाहरण के लिए: गैलियम, इंडियम
  • N-प्रकार अर्धचालक: वे अर्धचालक जिनमे बहुसंख्य आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन और अल्प आवेश वाहक होल हो,को N-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।
    • जब एक पंच संयोजी अपमिश्रक को आंतरिक अर्धचालक में डोप किया जाता है तो हमें N-प्रकार अर्धचालक मिलता है।
    • उदाहरण के लिए: आर्सेनिक

इसलिए एक बाहरी अर्धचालक में एक अपमिश्रक के साथ डोप किया जाता है, इलेक्ट्रॉन अल्पसंख्यक वाहक बन जाते हैं और होल बहुसंख्यक वाहक बन जाते हैं

किस प्रकार के बाहरी अर्धचालक इलेक्ट्रॉन प्रमुख आवेश वाहक होते हैं?

  1. n प्रकार
  2. p प्रकार
  3. दोनों
  4. इनमें से कोई भी नहीं

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : n प्रकार

Doped Semiconductors Question 8 Detailed Solution

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संकल्पना:

  • जो पदार्थ एक अच्छा चालक या एक अच्छा अवरोधक नहीं है उसे अर्धचालक कहा जाता है।
    • उदाहरण के लिए: सिलिकॉन
  • आंतरिक अर्धचालक: अर्धचालक के शुद्ध रूप को आंतरिक अर्धचालक कहा जाता है।
  • बाह्य अर्धचालक: जोड़े गए अशुद्धता परमाणुओं को अपमिश्रक कहा जाता है और अशुद्धता परमाणुओं के साथ अपमिश्रित अर्धचालकों को बाह्य या अपमिश्रित अर्धचालक कहा जाता है।
    • P-प्रकार अर्धचालक: वे अर्धचालक जिनमे बहुसंख्यक आवेश वाहक छेद हो और अल्प आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन हो, को p-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।

    • N-प्रकार अर्धचालक: वे अर्धचालक जिनमे बहुसंख्य आवेश वाहक इलेक्ट्रॉन और अल्प आवेश वाहक छेद हो,को N-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।

व्याख्या:

  • उपरोक्त चर्चा से, हम कह सकते हैं कि इलेक्ट्रॉन n-प्रकार अर्धचालक में प्रमुख आवेश वाहक हैं।

Important Points

  • समूह 5 के तत्वों में पांच संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं, यानी समूह 4 तत्वों से 1 अतिरिक्त।
  • 5 इलेक्ट्रॉनों में से 4 पड़ोसी सिलिकॉन परमाणुओं के साथ बंध जाते हैं और 1 इलेक्ट्रॉन प्रति परमाणु समूह 5 तत्वों के साथ अतिरिक्त रहता है।

यदि हम ________ को अपमिश्रित करते हैं तो एक p-प्रकार अर्धचालक प्राप्त किया जाता है।

  1. एक पंचसंयोजक तत्व के साथ सिलिकॉन
  2. एक त्रिसंयोजक तत्व के साथ सिलिकॉन
  3. सिलिकॉन के साथ एक पंचसंयोजक तत्व
  4. इनमें से कोई नहीं

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : एक त्रिसंयोजक तत्व के साथ सिलिकॉन

Doped Semiconductors Question 9 Detailed Solution

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धारणा:

  • अपमिश्रण: एक शुद्ध (आंतरिक) अर्धचालक में अशुद्धियों को जोड़ने की प्रक्रिया को अपमिश्रण कहा जाता है।
    • ऐसा करने से, अर्धचालक की चालकता कमरे के तापमान पर भी काफी बढ़ जाती है।
    • इसकी आवश्यकता इसलिए होती है क्योंकि कमरे के तापमान पर सिलिकॉन या जर्मेनियम जैसे शुद्ध अर्धचालक की चालकता बहुत कम होती है।
    • अपमिश्रण बाहरी अर्धचालकों के गठन को बढ़ाता है जो दो प्रकार के होते हैं: n-प्रकार और p-प्रकार
  • N-प्रकार अर्धचालकों में आवर्त सारणी के समूह 5 से तत्वों की अशुद्धियाँ होती हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक आवेश वाहक होते हैं।
  • P-प्रकार अर्धचालकों में आवर्त सारणी के समूह 3 से तत्वों की अशुद्धियाँ होती हैं, इसलिए इनके छेद बहुसंख्यक आवेश के वाहक होते हैं।

व्याख्या:

  • जब एक त्रिसंयोजक अशुद्धता एक आंतरिक अर्धचालक (सिलिकॉन) में अपमिश्रित हो जाती है तो हमें एक p-प्रकार अर्धचालक मिला। उदाहरण के लिए: गैलियम, इंडियम
  • एक P -प्रकार के अर्धचालक पदार्थ में छिद्र इसलिए उत्पादित होते हैं क्योंकि त्रिसंयोजक अशुद्धि परमाणु में परिवेश के सिलिकॉन परमाणु से एक कम इलेक्ट्रॉन होता है।
  • इसलिए, यह सहसंयोजक बंध में एक रिक्ति छोड़ता है जो छिद्र के रूप में कार्य करती है।
  • छिद्र की उपस्थिति अर्धचालक पदार्थ को धनात्मक रूप से आवेशित नहीं करती है क्योंकि अशुद्धि परमाणु में इलेक्ट्रॉन और प्रोटोन की संख्या अपमिश्रण के पहले और बाद में समान होती है, और समान सिलिकॉन परमाणु के लिए भी लागू होता है।

एक n-प्रकार अपमिश्रित अर्धचालक में फर्मी स्तर __________ होता है।

  1. चालन बैंड किनारे के करीब
  2. संयोजी बैंड किनारे के करीब
  3. बिल्कुल बैंडगैप के बीच में
  4. चालन बैंड के भीतर

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : चालन बैंड किनारे के करीब

Doped Semiconductors Question 10 Detailed Solution

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संकल्पना:

  • जो पदार्थ एक अच्छा चालक या एक अच्छा अवरोधक नहीं है उसे अर्धचालक कहा जाता है।
  • उदाहरण के लिए: सिलिकॉन
  • आवेश वाहक जो अन्य कणों की तुलना में अर्धचालक में अधिक मात्रा में मौजूद होते हैं बहुसंख्यक आवेश वाहक कहलाते हैं।
  • अर्धचालक के दो प्रकार हैं:

P-प्रकार अर्धचालक:

  • बहुसंख्य आवेश वाहक के रूप में छेद और एक अल्पसंख्यक आवेश वाहक के रूप में इलेक्ट्रॉन होनेवाले अर्धचालक को P-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।

N-प्रकार अर्धचालक:

  • बहुसंख्यक आवेश वाहक के रूप में मुक्त इलेक्ट्रॉन होनेवाले और एक अल्पसंख्यक आवेश वाहक के रूप में छेद होनेवाले अर्धचालक को N-प्रकार अर्धचालक कहा जाता है।

व्याख्या:

  • एक अर्धचालक में फर्मी स्तर: अर्धचालक के ऊर्जा बैंड आरेख में यह वह ऊर्जा स्तर जिसके लिए अधिग्रहण की संभावना (यानी, मुख्य धारा वाहक इलेक्ट्रॉनों या छेदों की उपस्थिति) आधी हो जाती है।

F1 Prabhu 15.9.20 Pallavi D4

  • उपरोक्त आरेख से यह स्पष्ट है कि फर्मी स्तर चालन बैंड किनारे के करीब है। इसलिए विकल्प 1 सही है।

ध्यान दें:

  • यदि अपमिश्रण बहुत बड़ा है तो फर्मी स्तर चालन बैंड में स्थानांतरित हो सकता है।

किसी ट्रांजिस्टर में आधार धारा उत्सर्जक धारा की लगभग कितनी होती है?

  1. 30%
  2. 10%
  3. 5%
  4. 2%

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : 2%

Doped Semiconductors Question 11 Detailed Solution

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छोटे संकेत वाले ट्रांजिस्टरों के लिए आधार धारा सामान्यतः उत्सर्जक या संग्राही धारा की 2% होती है

  • BJT के तीन ध्रुव आधार, उत्सर्जक और संग्राहक हैं ।
  • आधार और उत्सर्जक के बीच बहने वाली एक मंद धारा संग्राहक और उत्सर्जक ध्रुवों के बीच धारा के तीव्र प्रवाह को नियंत्रित कर सकती है 
  • उत्सर्जक धारा (IE) = संग्राहक धारा ( I) + आधारधारा ( IB) ।

BJT की विभिन्न धारा लब्धियाँ

1.) उभयनिष्ठ उत्सर्जक धारा लब्धि 

इस विन्यास में, अमीटर के सिरे भूसम्पर्कित होते है और इसमें इनपुट आधार को प्रदान दिया जाता है और उसका आउटपुट संग्राही द्वारा लिया जाता है।

आधार धारा IB, उत्सर्जक धारा IE और संग्राही धारा IC के बीच संबंध को निम्न के द्वारा दिया गया है:

lE = lB + lC

उभयनिष्ठ उत्सर्जक विन्यास में धारा लब्धि है:

यह संग्राही धारा और आधार धारा का अनुपात है। 

इसे β द्वारा निरूपित किया जाता है। 

\(β={I_C\over I_B}\)

2.) उभयनिष्ठ संग्राही की धारा लब्धि 

इस विन्यास में, संग्राही के सिरों को भूसम्पर्कित किया जाता है और उसके आधार को इनपुट प्रदान किया जाता है और आउटपुट को उत्सर्जक द्वारा लिया जाता है। 

यह  उत्सर्जक धारा और आधार धारा का अनुपात होता है।

इसे γ द्वारा निरूपित किया जाता है।

\(\gamma ={I_E\over I_B}\)

3.) उभयनिष्ठ आधार की धारा लब्धि 

इस विन्यास में, आधार के सिरे को भूसम्पर्कित किया जाता है और उसके उत्सर्जक को इनपुट दिया जाता है और उसके आउटपुट को संग्राही द्वारा लिया जाता है।

यह संग्राही धारा और अमीटर धारा का अनुपात है।

इसे α द्वारा निरूपित किया जाता है।

\(\alpha ={I_C\over I_E}\)

साथ ही, \(\gamma=1+β\)

तापमान के परम शून्य पर एक आंतरिक अर्धचालक ______ के रूप में व्यवहार करता है। 

  1. एक अवरोधक
  2. एक धात्विक चालक
  3. एक अतिचालक
  4. एक अर्धचालक

Answer (Detailed Solution Below)

Option 1 : एक अवरोधक

Doped Semiconductors Question 12 Detailed Solution

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संकल्पना:

  • जो पदार्थ एक अच्छा चालक या एक अच्छा अवरोधक नहीं है, उसे अर्धचालक कहा जाता है।
  • उदाहरण के लिए: सिलिकॉन, जर्मेनियम आदि।
  • आवेश वाहक जो अन्य कणों की तुलना में अर्धचालक में अधिक मात्रा में मौजूद होते हैं, बहुसंख्य आवेश वाहक कहलाते हैं। 
  • जोड़े गए अशुद्धता परमाणुओं को अपमिश्रक कहा जाता है और अशुद्धता परमाणुओं के साथ अपमिश्रित किए गए अर्धचालक को बहिर्मुखी या अपमिश्रित अर्धचालक कहा जाता है।
  • अर्धचालक के शुद्ध रूप को आंतरिक अर्धचालक कहा जाता है।

 

आंतरिक अर्धचालक:

  • शुद्ध अर्धचालक को आंतरिक अर्धचालक कहा जाता है। इसमें ऊष्मीय रूप से धारा वाहक उत्पन्न होते हैं।
  • उनके पास परमाणु की सबसे बाहरी कक्षा में चार इलेक्ट्रॉन हैं और परमाणुओं को एक सहसंयोजक बंधन द्वारा एक साथ रखा जाता है।
  • फर्मी ऊर्जा स्तर एक आंतरिक अर्धचालक में चालन बंध (C.B) और संयोजी बंध (V.B) के केंद्र में स्थित है।
  • कमरे के तापमान पर कम आवेश वाहक के कारण, आंतरिक अर्धचालकों में कम चालकता होती है, इसलिए उनका कोई व्यावहारिक उपयोग नहीं होता है।

 

स्पष्टीकरण:

  • एक आदर्श, पूरी तरह से शुद्ध अर्धचालक (बिना अशुद्धियों के) एक आंतरिक अर्धचालक कहा जाता है।
  • परम शून्य तापमान पर संयोजी बंध इलेक्ट्रॉनों से भरा होता है और चालन बंध खाली होता है, इसलिए चालन बंध में कोई फ्री इलेक्ट्रॉन नहीं होते हैं और संयोजी बंध में छेद होते हैं।
  • आवेश वाहक संकेंद्रण शून्य है। इसलिए आंतरिक अर्धचालक एक अवरोधक की तरह व्यवहार करता है 
  • इसलिए, शून्य तापमान पर आंतरिक अर्धचालक अवरोधक की तरह व्यवहार करता है।

एक n-प्रकार और p-प्रकार सिलिकॉन किस के साथ शुद्ध सिलिकॉन डोपिंग द्वारा प्राप्त किया जा सकता है?

  1. क्रमशः सोडियम और मैग्नीशियम
  2. क्रमशः फास्फोरस और बोरॉन
  3. क्रमशः बोरॉन और फॉस्फोरस
  4. क्रमशः इंडियम और सोडियम

Answer (Detailed Solution Below)

Option 2 : क्रमशः फास्फोरस और बोरॉन

Doped Semiconductors Question 13 Detailed Solution

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संकल्पना:

  • अर्धचालक एक पदार्थ है जिसमें चालक और कुचालक के बीच गुण होते हैं।
  • इसकी विद्युत चालकता चालक से कम लेकिन कुचालक से अधिक है।
  • अर्धचालक चतुसंयोजी तत्व हैं। यानी संयोजकता 4 है।
  • शुद्ध अर्धचालकों के उदाहरण सिलिकॉन और जर्मेनियम हैं।
  • बिना अशुद्धियों वाले पूर्ण अर्धचालक को आंतरिक अर्धचालक भी कहा जाता है।

व्याख्या:

  • किसी अर्धचालक की विद्युत चालकता में सुधार करने के लिए उसमें अशुद्धियाँ मिलायी जाती हैं।
  • शुद्धियों को मिलाने की इस प्रक्रिया को डोपिंग के रूप में भी जाना जाता है।
  • p-प्रकार अर्धचालक में, त्रिसंयोजी अशुद्धियों को मिलाया जाता है।
  • ये त्रिसंयोजक अशुद्धियाँ बोरॉन (B), एल्युमिनियम (Al), गैलियम (Ga), और इंडियम (I) हैं।

  • n-प्रकार के अर्धचालक - एक शुद्ध अर्धचालक में पंचसंयोजी अशुद्धियाँ मिलायी जाती हैं।
  • ये पंचसंयोजी अशुद्धियाँ फॉस्फोरस (P), आर्सेनिक (As), और एंटीमनी (Sb) हैं।

  • इसलिए एक n-प्रकार अर्धचालक प्राप्त करने के लिए शुद्ध सिलिकॉन को फास्फोरस के साथ मिलाया जाता है।
  • p-प्रकार अर्धचालक प्राप्त करने के लिए इसे बोरॉन के साथ डोपित किया जाता है।

इसलिए, n-प्रकार और p-प्रकार सिलिकॉन क्रमशः फॉस्फोरस और बोरॉन के साथ शुद्ध सिलिकॉन को डोपिंग करके प्राप्त किया जा सकता है।

 

बाह्य अर्धचालकों में दाता का कार्य _________ है।

  1. संयोजी बंध में छिद्र जोड़ना
  2. संयोजी बंध में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ना
  3. संयोजी बंध में इलेक्ट्रॉनों को हटाना
  4. चालन बंध में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ना

Answer (Detailed Solution Below)

Option 4 : चालन बंध में इलेक्ट्रॉनों को जोड़ना

Doped Semiconductors Question 14 Detailed Solution

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अवधारणा :

  • अपमिश्रण: एक शुद्ध (आंतरिक) अर्धचालक में अशुद्धियों को जोड़ने की प्रक्रिया को अपमिश्रण कहा जाता है। 

    • ऐसा करने से, अर्धचालक की चालकता कमरे के तापमान पर भी काफी बढ़ जाती है।
    • इसकी आवश्यकता इसलिए होती है क्योंकि कमरे के तापमान पर सिलिकॉन या जर्मेनियम जैसे शुद्ध अर्धचालक की चालकता बहुत कम होती है।
    • अपमिश्रण बाहरी अर्धचालकों के गठन को बढ़ाता है जो दो प्रकार के होते हैं: n-प्रकार और p-प्रकार।
  • N-प्रकार अर्धचालकों में आवर्त सारणी के समूह 5 से तत्वों की अशुद्धियाँ होती हैं, इसलिए इलेक्ट्रॉन बहुसंख्यक आवेश वाहक होते हैं।
  • P-प्रकार अर्धचालकों में आवर्त सारणी के समूह 3 से तत्वों की अशुद्धियाँ होती हैं, इसलिए इनके छेद बहुसंख्यक आवेश के वाहक होते हैं।

व्याख्या:

  • जिन तत्वों के परमाणु में पाँच संयोजी इलेक्ट्रॉन​ होते हैं, उन्हें पंचसंयोजक अशुद्धियां कहते हैं जैसे As, P, Sb, आदि।
  • इन अशुद्धियों को दाता​ अशुद्धियां भी कहा जाता है क्योंकि वे एक अतिरिक्त मुक्त इलेक्ट्रॉन दान करते हैं 
  • इस प्रकार, n-प्रकार अर्धचालक प्राप्त होता है अगर हम सिलिकॉन को पंचसंयोजक तत्व के साथ अपमिश्रित करते हैं

निम्नलिखित में से किस कथन में, प्राप्त अशुद्ध अर्धचालक p-प्रकार का है?

  1. जर्मेनियम को बिस्मथ के साथ मिलाया गया है
  2. सिलिकॉन को एंटीमनी के साथ मिलाया गया है
  3. जर्मेनियम को गैलियम के साथ मिलाया गया है
  4. सिलिकॉन फॉस्फोरस के साथ मिलाया गया है

Answer (Detailed Solution Below)

Option 3 : जर्मेनियम को गैलियम के साथ मिलाया गया है

Doped Semiconductors Question 15 Detailed Solution

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अवधारणा:

  • अर्धचालक: वे सामग्री जिनकी चालकता, सुचालक और विद्युत रोधी के बीच होती है, अर्धचालक कहलाते है।
  • n -प्रकार अर्धचालक: एक n-प्रकार अर्धचालक एक 14 समूह तत्व को 15 समूह तत्व के साथ मिलाने पर निर्मित किया जाता है।
  • p-प्रकार अर्धचालक: एक p-प्रकार अर्धचालक एक 14 समूह तत्व को 13 समूह तत्व के साथ मिलाने पर निर्मित किया जाता है।
    • 14 समूह तत्व में 4 संयोजक इलेक्ट्रॉन है जबकि समूह 13 में 3 संयोजक इलेक्ट्रॉन है।
    • उदाहरण के लिए, गैलियम के साथ जर्मेनियम का मिश्रण एक p-प्रकार अर्धचालक बनाता है क्योंकि जर्मेनियम एक 14 समूह तत्व है और गैलियम एक 13 समूह तत्व है, इस प्रकार
13 समूह तत्व 14 समूह तत्व
बोरॉन कार्बन
एल्युमीनियम सिलिकॉन
गैलियम जर्मेनियम
इंडियम टिन
थैलियम शीशा
  • बिस्मथ 15 वां समूह तत्व है।

व्याख्या:

  • उपरोक्त विकल्प 1, विकल्प 2, विकल्प 3 से, p-प्रकार अर्धचालक 13 समूह तत्वों के साथ 14 समूह तत्वों के मिश्रण (C, Si, Ge) द्वारा निर्मित होता है।
  • बिस्मथ 15 वां समूह तत्व है। इसलिए, जब जर्मेनियम को बिस्मथ के साथ मिश्रित किया जाता है, तो यह एक p-प्रकार का अर्धचालक नहीं होगा। तो सही उत्तर विकल्प 1 है।
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