অর্ধপরিবাহী ও সমন্বিত বর্তনী

আধুনিক সভ্যতা ইলেকট্রনিকসের ওপর দাঁড়িয়ে আছে, আর ইলেকট্রনিকসের ভিত্তি হলো সেমিকন্ডাক্টর (অর্ধপরিবাহী)। সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত সেমিকন্ডাক্টর সিলিকন। সিলিকন পরমাণুর শেষ কক্ষপথে চারটি ইলেকট্রন থাকে। কেলাসে প্রতিটি পরমাণু চারটি প্রতিবেশী পরমাণুর সাথে ইলেকট্রন ভাগ করে নেয়, ফলে প্রতিটির শেষ কক্ষপথে আটটি ইলেকট্রন হয় এবং পরমাণুগুলো স্থিতিশীল থাকে।

এ অবস্থায় ইলেকট্রন পরমাণুর সাথে আটকে থাকে। তাপমাত্রা বাড়ালে এক-দুটি ইলেকট্রন মুক্ত হয়ে সেমিকন্ডাক্টর খানিকটা পরিবাহীর মতো কাজ করে, কিন্তু ব্যবহারের জন্য এটি তেমন উপযোগী নয়। তাই এতে অন্য পরমাণু মেশানো হয়।

n ধরনের সেমিকন্ডাক্টর

সিলিকন কেলাসে ফসফরাসের মতো পরমাণু মেশানো হয়, যার শেষ কক্ষপথে পাঁচটি ইলেকট্রন। পঞ্চম ইলেকট্রনটি বন্ধনে লাগে না, তাই বাড়তি থাকে এবং মুক্ত ইলেকট্রনের মতো ঘুরে বেড়ায়। ফসফরাস পরমাণু হয় পজিটিভ আয়ন। এভাবে মুক্ত ইলেকট্রন চার্জ বহন করে এবং সেমিকন্ডাক্টর অনেকটা পরিবাহী হয়ে যায়। একে বলে n ধরনের সেমিকন্ডাক্টর।

p ধরনের সেমিকন্ডাক্টর

বোরনের মতো তিন ইলেকট্রনবিশিষ্ট পরমাণু মেশালে বোরনের পরমাণুতে একটি ইলেকট্রনের জায়গা ফাঁকা থাকে। প্রতিবেশী পরমাণুর ইলেকট্রন এসে সেটি পূরণ করলে সেখানে ফাঁকা জায়গা তৈরি হয়। এভাবে ফাঁকা জায়গাটি পরমাণু থেকে পরমাণুতে সরে যায়। মনে হয় যেন একটি পজিটিভ চার্জের কণা ঘুরছে। একে বলে হোল। বোরন পরমাণু হয় নেগেটিভ আয়ন, আর পজিটিভ হোল পুরো কেলাসে ঘুরে চার্জ বহন করে। একে বলে p ধরনের সেমিকন্ডাক্টর।

আলাদাভাবে n ও p ধরনের সেমিকন্ডাক্টরের ব্যবহার তেমন ছিল না। কিন্তু দুটি জুড়ে দেওয়ার পরই ডায়োড, ট্রানজিস্টর ও ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটের যুগ শুরু হয়।

মনে রাখো: পাঁচ ইলেকট্রনের পরমাণু মেশালে n ধরনের সেমিকন্ডাক্টর (মুক্ত ইলেকট্রন চার্জ বহন করে), তিন ইলেকট্রনের পরমাণু মেশালে p ধরনের (পজিটিভ হোল চার্জ বহন করে)।