ধারক, অর্ধপরিবাহী ও ইলেকট্রনিক্স

ধারকের সমবায়ের নিয়ম রোধের নিয়মের ঠিক উল্টো, আর এই উল্টো সম্পর্কটাই সবচেয়ে বড় ফাঁদ। সমান্তরাল সমবায়ে ধারকগুলোর প্রথম পাত এক বিন্দুতে ও দ্বিতীয় পাত অন্য বিন্দুতে যুক্ত থাকে, প্রত্যেকের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য সমান, আর তুল্য ধারকত্ব হয় সবগুলোর সরল যোগফল — অর্থাৎ সমান্তরালে ধারকত্ব বাড়ে। শ্রেণি সমবায়ে ধারকগুলো পরপর বসে, প্রত্যেকে একই পরিমাণ আধান বহন করে, আর তুল্য ধারকত্বের বিপরীত মান হয় প্রতিটির বিপরীত মানের যোগফল — অর্থাৎ শ্রেণিতে ধারকত্ব কমে এবং তুল্য ধারকত্ব ক্ষুদ্রতম ধারকটির চেয়েও ছোট হয়। সমান ধারকত্বের কয়েকটি ধারক নিয়ে সমান্তরাল ও শ্রেণি তুল্য মানের অনুপাত ধারকের সংখ্যার বর্গের সমান হয়। সমান্তরাল সমবায়ে তুল্য ধারকত্ব = ধারকত্বগুলোর যোগফল শ্রেণি সমবায়ে তুল্য ধারকত্বের বিপরীত = প্রতিটির বিপরীতের যোগফল নিয়মটি রোধের ঠিক উল্টো সমান্তরালে প্রতিটি ধারকের দুই প্রান্তে বিভব পার্থক্য সমান শ্রেণিতে প্রতিটি ধারক একই পরিমাণ আধান বহন করে শ্রেণি তুল্য ধারকত্ব সর্বদা ক্ষুদ্রতম ধারকের চেয়ে ছোট n টি সমান ধারকের সমান্তরাল ও শ্রেণি তুল্য মানের অনুপাত n² ধারকত্বের একক ফ্যারাড; ব্যবহারিক ক্ষেত্রে মাইক্রোফ্যারাড ব্যবহৃত হয়

চার্জিত ধারকে শক্তি সঞ্চিত থাকে, আর সেই শক্তি প্রকাশ করা যায় তিনটি সমতুল্য রূপে — আধান ও বিভবের গুণফলের অর্ধেক হিসেবে, ধারকত্ব ও বিভবের বর্গের গুণফলের অর্ধেক হিসেবে, অথবা আধানের বর্গ ভাগ ধারকত্বের অর্ধেক হিসেবে। তিনটিই একই কথা বলে; কোনটি ব্যবহার করবে তা নির্ভর করে প্রশ্নে কোন দুটি রাশি দেওয়া আছে তার উপর, আর প্রশ্নে প্রায়ই 'নিচের কোনটি সঠিক নয়' ধাঁচে একটি ভুল রূপ মিশিয়ে দেওয়া হয়। ব্যবহারিক দিক থেকে ধারক সরাসরি প্রবাহ আটকে দেয় কিন্তু পরিবর্তী প্রবাহ যেতে দেয়, তাই ফিল্টার ও কাপলিং বর্তনীতে এর ব্যবহার। কম জায়গায় বেশি ধারকত্ব দরকার হলে ইলেকট্রোলাইটিক ধারক ব্যবহার করা হয়। সঞ্চিত শক্তির তিনটি সমতুল্য রূপ আছে; সবগুলোতেই এক-দ্বিতীয়াংশ গুণক থাকে শক্তি ধারকত্ব ও বিভবের বর্গের গুণফলের সমানুপাতিক বিভব দ্বিগুণ করলে সঞ্চিত শক্তি চারগুণ হয় ধারক সরাসরি প্রবাহ আটকায়, পরিবর্তী প্রবাহ যেতে দেয় ধারক ফিল্টার ও কাপলিং বর্তনীতে ব্যবহৃত হয় কম জায়গায় বেশি ধারকত্বের জন্য ইলেকট্রোলাইটিক ধারক ব্যবহৃত হয় ইলেকট্রোলাইটিক ধারকের একটি নির্দিষ্ট ধনাত্মক ও ঋণাত্মক প্রান্ত থাকে

পি-টাইপ ও এন-টাইপ অর্ধপরিবাহী জোড়া দিলে সংযোগস্থলে একটি অঞ্চল তৈরি হয় যেখানে মুক্ত আধানবাহক প্রায় থাকে না — একে বলে ডিপ্লিশন স্তর। এই স্তরের প্রস্থ বায়াসের উপর নির্ভর করে। সম্মুখ বায়াসে পি-প্রান্তে ধনাত্মক ও এন-প্রান্তে ঋণাত্মক সংযোগ দিলে ডিপ্লিশন স্তর সরু হয়ে যায় এবং ডায়োড সহজে প্রবাহ চলতে দেয়। বিমুখী বায়াসে সংযোগ উল্টে দিলে ডিপ্লিশন স্তর প্রশস্ত হয় এবং প্রবাহ প্রায় বন্ধ হয়ে যায়। এই একমুখী আচরণের কারণেই ডায়োড দিয়ে পরিবর্তী প্রবাহকে সরাসরি প্রবাহে রূপান্তর করা যায়, যাকে বলে একমুখীকরণ বা রেক্টিফিকেশন। একটিমাত্র ডায়োড ব্যবহার করলে অর্ধতরঙ্গ এবং চারটি ডায়োডের ব্রিজ ব্যবহার করলে পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকরণ পাওয়া যায়। পি-এন জংশনে মুক্ত আধানবাহকহীন অঞ্চলকে ডিপ্লিশন স্তর বলে সম্মুখ বায়াসে ডিপ্লিশন স্তর সরু হয়, প্রবাহ চলে বিমুখী বায়াসে ডিপ্লিশন স্তর প্রশস্ত হয়, প্রবাহ প্রায় বন্ধ ডায়োড কেবল এক দিকে প্রবাহ চলতে দেয় ডায়োডের প্রধান ব্যবহার একমুখীকরণ বা রেক্টিফিকেশন একটি ডায়োডে অর্ধতরঙ্গ, চারটি ডায়োডের ব্রিজে পূর্ণতরঙ্গ একমুখীকরণ পি-টাইপে সংখ্যাগরিষ্ঠ আধানবাহক হোল, এন-টাইপে ইলেকট্রন ডোপিং করে অর্ধপরিবাহীর পরিবাহিতা বাড়ানো হয়

ট্রানজিস্টর তিন প্রান্তবিশিষ্ট একটি অর্ধপরিবাহী ডিভাইস, যার এক প্রান্তে দেওয়া ছোট সংকেত দিয়ে অন্য প্রান্তের বড় প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা যায় — এই নীতিতেই তা বিবর্ধক হিসেবে কাজ করে, আবার সুইচ হিসেবেও ব্যবহৃত হয়। গঠন অনুযায়ী দুই ধরনের জাংশন ট্রানজিস্টর হয়, পি-এন-পি ও এন-পি-এন, আর তিনটি প্রান্তের নাম ইমিটার, বেস ও কালেক্টর। ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা আইসি হলো একটিমাত্র ক্ষুদ্র সিলিকন চিপে বহু ট্রানজিস্টর, রোধ ও ধারক একসঙ্গে তৈরি করে বসানো একটি সম্পূর্ণ বর্তনী। এর সুবিধাগুলো একসঙ্গে আসে — আকারে ছোট, ওজনে হালকা, দামে সস্তা, বিদ্যুৎ খরচ কম এবং নির্ভরযোগ্যতা বেশি। প্রশ্নে যখন 'আইসির সুবিধা কোনটি' জিজ্ঞাসা করা হয়, তখন প্রায়ই একাধিক বিকল্পই সত্য হয়ে পড়ে, তাই বিকল্পগুলো ভালো করে পড়া দরকার। ট্রানজিস্টর তিন প্রান্তবিশিষ্ট অর্ধপরিবাহী ডিভাইস তিনটি প্রান্ত: ইমিটার, বেস ও কালেক্টর দুই ধরনের জাংশন ট্রানজিস্টর: পি-এন-পি ও এন-পি-এন ট্রানজিস্টর বিবর্ধক ও সুইচ দুই কাজেই ব্যবহৃত হয় ছোট অন্তর্মুখী সংকেত দিয়ে বড় বহির্মুখী প্রবাহ নিয়ন্ত্রণ করা যায় ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটে বহু উপাদান একটি চিপে একসঙ্গে থাকে আইসির সুবিধা: ছোট আকার, কম ওজন, কম দাম, কম বিদ্যুৎ খরচ, বেশি নির্ভরযোগ্যতা ট্রানজিস্টর আবিষ্কারের জন্য বার্ডিন, ব্র্যাটেইন ও শকলে নোবেল পুরস্কার পান