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

सही विकल्प 1 है।

अवधारणा:

• N-प्रकार के अर्धचालक एक शुद्ध अर्धचालक को ऐसी सामग्री से मिलाकर बनाए जाते हैं जिसमें अर्धचालक की तुलना में अधिक संयोजकता इलेक्ट्रॉन होते हैं। इससे मुक्त इलेक्ट्रॉनों (बहुसंख्यक वाहक) की अधिकता बनती है और अपमिश्रक परमाणु, अपने अतिरिक्त संयोजकता इलेक्ट्रॉनों को छोड़ने के बाद, धनात्मक आयन बन जाते हैं। ये धनात्मक आयन स्वतंत्र रूप से घूमने के लिए स्वतंत्र नहीं होते हैं; वे क्रिस्टल जालक में स्थिर होते हैं, और इसलिए उन्हें "अचल धनात्मक आयन" कहा जाता है।
• यह ध्यान देने योग्य है कि जबकि इलेक्ट्रॉन N-प्रकार के अर्धचालकों में बहुसंख्यक वाहक हैं, अर्धचालक में निहित तापीय उत्पादन के कारण अभी भी छिद्र (अल्पसंख्यक वाहक) मौजूद हैं।

Additional Information 

• N-प्रकार के अर्धचालक: एक बाह्य अर्धचालक जहाँ अपमिश्रक परमाणु मेज़बान सामग्री जैसे सिलिकॉन (Si) में फॉस्फोरस (P) को अतिरिक्त चालन इलेक्ट्रॉन प्रदान करते हैं।
  • यह ऋणात्मक (n-प्रकार) इलेक्ट्रॉन आवेश वाहकों की अधिकता बनाता है जो स्वतंत्र रूप से गति करने में सक्षम होते हैं।

सामान्य-आधार (CB) विन्यास की अवधारणा:

एक सामान्य-आधार BJT प्रवर्धक में:

• इनपुट सिग्नल उत्सर्जक पर लागू किया जाता है

• आउटपुट संग्राहक से लिया जाता है

• आधार इनपुट और आउटपुट दोनों के लिए सामान्य है (AC सिग्नल के लिए ग्राउंडेड)

Additional Information 

1) उच्च आवृत्ति अनुप्रयोगों के लिए उपयुक्त

• सही: CB विन्यास में उत्कृष्ट उच्च-आवृत्ति प्रतिक्रिया है:

  • निम्न इनपुट प्रतिबाधा

  • कोई मिलर प्रभाव (धारिता गुणन) नहीं

  • CE विन्यास की तुलना में बेहतर बैंडविड्थ

2) वोल्टेज लाभ बहुत अधिक है

• सही: जबकि धारा लाभ (α) 1 से थोड़ा कम है, CB प्रवर्धक उच्च वोल्टेज लाभ (CE के तुलनीय) प्रदान करता है।

3) संतृप्ति क्षेत्र में एक प्रवर्धक के रूप में संचालित होता है

• गलत (उत्तर):

  • BJT केवल सक्रिय क्षेत्र में एक प्रवर्धक के रूप में कार्य करता है (जहाँ IC = βIB होता है)।

  • संतृप्ति में, ट्रांजिस्टर एक बंद स्विच के रूप में कार्य करता है (प्रवर्धन के लिए नहीं)।

4) जब दोनों संधि उत्क्रमित अभिनत होती हैं, तो एक ऑफ स्विच के रूप में काम करता है

• सही: यह कटऑफ क्षेत्र का वर्णन करता है (ट्रांजिस्टर एक खुले स्विच के रूप में कार्य करता है)।

निष्कर्ष:

गलत कथन विकल्प 3 है, क्योंकि उचित प्रवर्धन के लिए एक CB प्रवर्धक को सक्रिय क्षेत्र में संचालित करना चाहिए, संतृप्ति में नहीं।

अंतिम उत्तर: 3) जब ट्रांजिस्टर संतृप्ति क्षेत्र में होता है, तो CB विन्यास एक प्रवर्धक के रूप में संचालित होता है।

व्याख्या:

अग्र अभिनति में संचालित डायोड के लिए गलत कथन विश्लेषण

एक अग्र-अभिनत डायोड में, निम्नलिखित प्रक्रियाएँ होती हैं जो क्षय क्षेत्र और विभव बाधा को प्रभावित करती हैं:

गलत विकल्प:

विकल्प 4: क्षय क्षेत्र में कमी संधि के पार अल्पसंख्यक वाहकों का भारी प्रवाह का कारण बनती है।

यह कथन गलत है क्योंकि, एक अग्र-अभिनत डायोड में, क्षय क्षेत्र में कमी मुख्य रूप से संधि के पार बहुसंख्यक वाहकों (n-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन और p-क्षेत्र में होल) के प्रवाह को सुगम बनाती है। अल्पसंख्यक वाहक (n-क्षेत्र में होल और p-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉन) अग्र-अभिनत स्थिति में धारा प्रवाह में महत्वपूर्ण भूमिका नहीं निभाते हैं। एक अग्र-अभिनत डायोड में प्राथमिक धारा प्रवाह विभव बाधा पर काबू पाने और संधि पर पुनर्संयोजन करने वाले बहुसंख्यक वाहकों के कारण होता है।

सही विकल्प की व्याख्या:

जब एक डायोड अग्र-अभिनत होता है, तो डायोड पर लगाया गया बाहरी वोल्टेज p-n संधि पर विभव बाधा को कम कर देता है। विभव बाधा में यह कमी क्षय क्षेत्र के संकुचन के कारण होती है, जो तब होती है जब बहुसंख्यक वाहकों को संधि की ओर धकेला जाता है। लगाया गया अग्र वोल्टेज n-क्षेत्र में इलेक्ट्रॉनों को p-क्षेत्र की ओर और p-क्षेत्र में होल को n-क्षेत्र की ओर जाने का कारण बनता है। परिणामस्वरूप, क्षय क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है, जिससे अधिक बहुसंख्यक वाहक संधि को पार कर सकते हैं और पुनर्संयोजन कर सकते हैं, जिससे डायोड के माध्यम से धारा प्रवाह में वृद्धि होती है।

यहाँ समझने के मुख्य बिंदु हैं:

• अग्र अभिनति विभव बाधा को कम कर देती है, जिससे बहुसंख्यक वाहकों के लिए संधि को पार करना आसान हो जाता है।
• क्षय क्षेत्र संकरा हो जाता है, जिससे बहुसंख्यक वाहकों का प्रवाह बढ़ जाता है।
• एक अग्र-अभिनत डायोड में धारा मुख्य रूप से बहुसंख्यक वाहकों के प्रवाह के कारण होती है, न कि अल्पसंख्यक वाहकों के।

अन्य विकल्पों का विश्लेषण:

विकल्प 1: क्षय क्षेत्र की चौड़ाई में कमी संधि के पास आवेश वाहकों और स्थिर आयनों के पुनर्संयोजन के कारण होती है।

यह कथन सही है। अग्र अभिनति में, जैसे ही बहुसंख्यक वाहक संधि की ओर बढ़ते हैं, वे विपरीत आवेशित स्थिर आयनों (n-क्षेत्र में दाता और p-क्षेत्र में ग्राही) के साथ पुनर्संयोजन करते हैं, जिससे क्षय क्षेत्र की चौड़ाई कम हो जाती है।

विकल्प 2: विभव बाधा में कमी क्षय क्षेत्र के संकुचन के कारण होती है।

यह कथन सही है। लगाया गया अग्र वोल्टेज संधि पर विभव बाधा को कम करके क्षय क्षेत्र को संकुचित करता है, जिससे अधिक बहुसंख्यक वाहक संधि को पार कर सकते हैं।

विकल्प 3: क्षय क्षेत्र में कमी संधि के पार बहुसंख्यक वाहक प्रवाह की अनुमति देती है।

यह कथन सही है। अग्र अभिनति में क्षय क्षेत्र का संकुचन संधि के पार बहुसंख्यक वाहकों (इलेक्ट्रॉन और होल) के प्रवाह की सुविधा प्रदान करता है, जिससे धारा में वृद्धि होती है।

संक्षेप में, गलत कथन विकल्प 4 है, क्योंकि यह गलत तरीके से एक अग्र-अभिनत डायोड में बढ़े हुए धारा प्रवाह को अल्पसंख्यक वाहकों के प्रवाह के लिए जिम्मेदार ठहराता है। सही समझ यह है कि बहुसंख्यक वाहक एक अग्र-अभिनत डायोड में बढ़ी हुई धारा के लिए जिम्मेदार हैं।

व्याख्या:

एक ज़ेनर डायोड का 300 K पर भंगुरता वोल्टेज Vz = 7 V है, जिसका तापमान गुणांक 2.3 mV/°C है। 400 K पर नए भंगुरता वोल्टेज Vz को ज्ञात करने के लिए, हमें तापमान में परिवर्तन और इसके भंगुरता वोल्टेज पर प्रभाव पर विचार करने की आवश्यकता है।

गणना:

1. सबसे पहले, तापमान अंतर निर्धारित करें:

• प्रारंभिक तापमान (T1) = 300 K
• अंतिम तापमान (T2) = 400 K
• तापमान अंतर (ΔT) = T₂ - T₁ = 400 K - 300 K = 100 K

2. तापमान अंतर को केल्विन से सेल्सियस में बदलें:

• चूँकि तापमान गुणांक mV/°C में दिया गया है, इसलिए हमें समतुल्य सेल्सियस तापमान अंतर का उपयोग करने की आवश्यकता है।
• ध्यान दें: सेल्सियस और केल्विन में तापमान परिवर्तन समान है, इसलिए ΔT = 100 °C।

3. तापमान गुणांक का उपयोग करके भंगुरता वोल्टेज में परिवर्तन की गणना करें:

• तापमान गुणांक = 2.3 mV/°C
• भंगुरता वोल्टेज में परिवर्तन (ΔVz) = तापमान गुणांक x तापमान अंतर
• ΔVz = 2.3 mV/°C x 100 °C = 230 mV

4. भंगुरता वोल्टेज में परिवर्तन को वोल्ट में बदलें:

• ΔVz = 230 mV = 0.230 V

5. नए भंगुरता वोल्टेज का निर्धारण करें:

• प्रारंभिक भंगुरता वोल्टेज (Vz) = 7 V
• नया भंगुरता वोल्टेज (Vz_new) = प्रारंभिक भंगुरता वोल्टेज + भंगुरता वोल्टेज में परिवर्तन
• Vz_new = 7 V + 0.230 V = 7.23 V

निष्कर्ष:

400 K पर नया भंगुरता वोल्टेज 7.23 V है, जो विकल्प 2 से मेल खाता है।

PN संधि डायोड की V-I अभिलक्षणिकाएँ

अग्र अभिनति:

जब डायोड के p-प्रकार के भाग को n-प्रकार के भाग की तुलना में उच्च विभव से जोड़ा जाता है, तो डायोड अग्र अभिनत होता है। यह अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई को कम करता है, जिससे इलेक्ट्रॉनों के लिए n-प्रकार के भाग से p-प्रकार के भाग में और होलों के लिए p-प्रकार के भाग से n-प्रकार के भाग में प्रवाह करना आसान हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप एक बड़ी अग्र धारा होती है।

उत्क्रम अभिनति:

जब डायोड के n-प्रकार के भाग को p-प्रकार के भाग की तुलना में उच्च विभव से जोड़ा जाता है, तो डायोड उत्क्रम अभिनत होता है। यह अवक्षय क्षेत्र की चौड़ाई को बढ़ाता है, जिससे बहुसंख्यक वाहकों के लिए संधि को पार करना मुश्किल हो जाता है। उत्क्रम संतृप्ति धारा, जो तापीय रूप से उत्पन्न अल्पसंख्यक वाहकों के कारण प्रवाहित होती है, अग्र धारा की तुलना में बहुत छोटी होती है।

व्याख्या

• डायोड की अग्र धारा हमेशा अपनी उत्क्रम संतृप्ति धारा से काफी अधिक होती है। जब एक डायोड अग्र अभिनत होता है, तो यह पर्याप्त मात्रा में धारा प्रवाहित होने देता है, जबकि उत्क्रम अभिनति में, केवल बहुत कम मात्रा में उत्क्रम संतृप्ति धारा प्रवाहित होती है।
• यह अवक्षय क्षेत्र के अग्र अभिनति में बहुत संकरे होने के कारण है, जिससे बहुसंख्यक वाहक आसानी से संधि को पार कर सकते हैं। साथ ही, यह उत्क्रम अभिनति में व्यापक है, बहुसंख्यक वाहकों के प्रवाह में बाधा डालता है और केवल अल्पसंख्यक वाहकों को धारा में योगदान करने की अनुमति देता है।

Mistake Points

प्रश्न में संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बारे में पूछा जा रहा है, न कि परमाणु की संयोजकता के बारे में। चूंकि एक संयोजी इलेक्ट्रॉन बाहरी कोश इलेक्ट्रॉनों की संख्या है जो एक परमाणु से जुड़ा होता है, फॉस्फोरस में 5 और सिलिकॉन में 4 संयोजी इलेक्ट्रॉन होंगे।

सही उत्तर 5 और 4 है।

व्याख्या:

• संयोजी इलेक्ट्रॉन एक बाहरी कोश इलेक्ट्रॉन है जो एक परमाणु से जुड़ा होता है।
• ये इलेक्ट्रॉन एक रासायनिक आबंध के निर्माण में भाग ले सकते हैं।

Key Points

• सिलिकॉन के पहले कोश में दो इलेक्ट्रान होते हैं, दूसरे कोश में आठ इलेक्ट्रान होते हैं और तीसरे कोश में चार (4) इलेक्ट्रान होते हैं।
• चूँकि तीसरे कोश में इलेक्ट्रॉन सबसे बाहरी इलेक्ट्रॉन होते हैं, इसलिए सिलिकॉन में चार संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।
• फॉस्फोरस परमाणु क्रमांक 15 के साथ एक पंचसंयोजक तत्त्व है, जिसका अर्थ है कि इसके सबसे बाहरी कोश में 5 संयोजी इलेक्ट्रॉन होते हैं।

अर्धचालक के गुण:

• अर्धचालक ऐसे पदार्थ हैं जिसमें चालक (सामान्यतौर पर धातु) और गैर-चालक या अवरोधक (सिरेमिक जैसे) के बीच एक चालकता होती है।
• अर्धचालक गैलियम आर्सेनाइड जैसे यौगिक या जर्मेनियम या सिलिकॉन जैसे तत्व हो सकते हैं।
• अर्धचालक में लगभग खाली चालन बंध और लगभग भरे हुए रासायनिक संयोजन बंध होते हैं।
• अर्धचालक में इलेक्ट्रॉन की गतिशीलता छिद्रों के गतिशीलता की तुलना में उच्च होती है।
• इसकी प्रतिरोधक 10-5 से 106 Ωm के बीच है।
• चालकता 10-5 से 10-6 mho/m के बीच है।
• अर्धचालकों के लिए प्रतिरोध का तापमान गुणांक ऋणात्मक है।
• अर्धचालक में धारा प्रवाह मुख्य रूप से इलेक्ट्रॉन और छिद्र के कारण होता है।

• एवेलांश विभंग वह घटना है जिसमें डायोड की रेटेड क्षमता से आगे मुक्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या में वृद्धि होती है; इसके परिणामस्वरूप विपरीत अभिनत की स्थिति में डायोड के माध्यम से भारी धारा का प्रवाह होता है
• एवेलांश विभंग अल्प अपमिश्रित डायोड में होता है
• जेनर विभंग मुख्य रूप से उच्च विद्युतीय क्षेत्र के कारण होता है; जब उच्च विद्युत क्षेत्र को PN जंक्शन डायोड पर लागू किया जाता है, तो इलेक्ट्रॉन PN - जंक्शन में प्रवाहित होना शुरू हो जाते हैं; साथ ही, विपरीत अभिनति में थोड़ी धारा विकसित होती है
• जेनर विभंग अत्यंत अपमिश्रित डायोड में होता है

एवेलांश और जेनर विभंग के बीच महत्वपूर्ण अंतर:

ट्रांजिस्टर इस प्रकार कार्य कर सकता है

1) विद्युत धारा दर्पण में प्रतिरोधक

2) स्तर शिफ्टर में संधारित्र

3) संतृप्ति क्षेत्र में बंद या ON स्विच

4) विच्छेद और संतृप्ति क्षेत्र में इन्वर्टर

5) सक्रिय क्षेत्र में एम्प्लीफायर

निकेल-लोहा सेल:

• निकेल-लोहा सेल आवेशित स्थिति में होता है, धनात्मक प्लेट पर सक्रीय पदार्थ Ni(OH)₄ होता है और ऋणात्मक प्लेट पर लौह (Fe) होता है
• धनात्मक और ऋणात्मक प्लेट को एक निकेल-आवृत्त इस्पात के पात्र में रखा जाता है; प्लेटों को कठोर रबड़ के स्ट्रिप द्वारा एक-दूसरे से पृथक किया जाता है
• पात्र में KOH (विद्युत-अपघट्य) के विलयन का 21 प्रतिशत शामिल होता है जिसमें सेल की क्षमता को बढ़ाने के लिए लिथियम हाइड्रेट (LiOH) की छोटी मात्रा को मिलाया जाता है
• इसमें लेड-अम्ल सेल की तुलना में कम वजन और लंबा जीवनकाल होता है
• इस सेल का emf लगभग 1.36 V होता है
• यह सेल पोर्टेबल कार्य के लिए बहुत उपयुक्त होते हैं

विभिन्न पदार्थों के प्रतिरोध पर तापमान का प्रभाव:

चालक: जब चालकिय पदार्थ का तापमान बढ़ता है, तो उस विशिष्ट पदार्थ का प्रतिरोध बढ़ता है।

विद्युत् रोधक: जब चालकिय पदार्थ का तापमान बढ़ता है, तो उस विशिष्ट पदार्थ का प्रतिरोध कम होता है।

अर्धचालक: जब अर्ध-चालकिय पदार्थ का तापमान बढ़ता है, तो उस विशिष्ट पदार्थ का प्रतिरोध कम होता है।

एक पदार्थ के लिए ऋणात्मक गुणांक का अर्थ है कि इसका प्रतिरोध तापमान में वृद्धि के साथ कम होता है। इसलिए शुद्ध अर्धचालक पदार्थ में (सिलिकॉन और जर्मेनियम) विशेष रूप से प्रतिरोध का तापमान गुणांक ऋणात्मक होता है।

संकल्पना:

• एक रासायनिक बंध बनाने के लिए एक तत्व के परमाणु की संयोजन क्षमता को इसकी संयोजकता कहा जाता है।
• किसी परमाणु के बाह्यतम इलेक्ट्रॉन कोश को संयोजी कोश कहा जाता है।
• किसी परमाणु के बाह्यतम कोश में उपस्थित इलेक्ट्रॉनों को संयोजी इलेक्ट्रॉन कहा जाता है।
• एक परमाणु के संयोजी इलेक्ट्रॉन एक रासायनिक अभिक्रिया में भाग लेते हैं क्योंकि उनके पास सभी आंतरिक इलेक्ट्रॉनों की तुलना में अधिक ऊर्जा होती है।
• किसी तत्व की संयोजकता है
  • संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर
  • संयोजी कोश में आठ इलेक्ट्रॉनों को पूरा करने के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉनों की संख्या के बराबर।
• किसी धातु की संयोजकता = संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या
• किसी अधातु की संयोजकता = 8 - संयोजी इलेक्ट्रॉनों की संख्या
• उदा. के लिए:
  • सोडियम (Z = 11) इलेक्ट्राॅनिक विन्यास = 2,8,1
    • संयोजकता = 1
  • मैग्नेशियम(Z = 2) इलेक्ट्राॅनिक विन्यास = 2,8,2
    • संयोजकता = 2
  • क्लोरीन (Z = 17) इलेक्ट्राॅनिक विन्यास = 2,8,7
    • संयोजकता = 8 - 7 = 1
  • ऑक्सीजन = 8 इलेक्ट्राॅनिक विन्यास = 2,6
    • संयोजकता = 8 - 6 = 2

एक pn जंक्शन में, यदि डोपिंग सांद्रता बढ़ जाती है, तो इलेक्ट्रॉनों और छिद्रों का पुनर्संयोजन बढ़ जाता है, जिससे अवरोध के पार वोल्टेज बढ़ जाती है।

\(V = \frac{{KT}}{q}{\rm{ln}}\left( {\frac{{{N_a}{N_d}}}{{n_i^2}}} \right)\)

धारा प्रवर्धन कारक: इसे आउटपुट धारा और इनपुट धारा के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। उभयनिष्ठ-आधार विन्यास में आउटपुट धारा एमिटर धारा IC है, जबकि इनपुट धारा आधार धारा IE है।

इसलिए, संग्राहक धारा में परिवर्तन और एमिटर धारा में परिवर्तन के अनुपात को धारा प्रवर्धन कारक के रूप में जाना जाता है। इसे α द्वारा व्यक्त किया गया है। 

\(\alpha = \frac{{{\rm{\Delta }}{I_C}}}{{{\rm{\Delta }}{I_E}}}\)

जहाँ, I_E = I_C + I_B

गणना:

दिया गया है, 

I_E = 2 mA

I_B  = 20 μA = 0.02 mA

उपरोक्त संकल्पना से, 

I_C = 2 mA - 0.02 mA = 1.98 mA

धारा प्रवर्धन कारक को निम्न रूप में ज्ञात किया गया है, 

\(\alpha=\frac{I_C}{I_E}=\frac{1.98}{2}=0.99\)