পদার্থ বিজ্ঞান • তেজস্ক্রিয়তা ও ইলেকট্রনিকস
পদার্থ বিজ্ঞান প্রশ্ন
১৯৪৫ সালে তৈরি প্রথম কম্পিউটার ENIAC এ 17,468টি ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহার করা হয়েছিল, যার জন্য একটি বিশাল কক্ষ দরকার হতো। কিন্তু রাফিদের হাতে থাকা আধুনিক স্মার্টফোনে একটি ক্ষুদ্র সিলিকন চিপে লক্ষ লক্ষ ট্রানজিস্টর এবং তার সাথে ডায়োড, রোধ ও ধারক একসাথে বসানো আছে। রাফিদের শিক্ষক বললেন, এই পরিবর্তন ইলেকট্রনিকসের ক্রমবিকাশের তিনটি ধাপের ফল।
- ক)(1)
সমন্বিত বর্তনী (IC) কী?
- খ)(2)
ট্রানজিস্টর আবিষ্কারের পর ভ্যাকুয়াম টিউব দ্রুত ব্যবহারের বাইরে চলে যায় কেন? ব্যাখ্যা কর।
- গ)(3)
ইলেকট্রনিকসের ক্রমবিকাশের তিনটি ধাপের নাম লেখ এবং ENIAC ও রাফিদের স্মার্টফোনে ব্যবহৃত প্রযুক্তি কোন ধাপের অন্তর্ভুক্ত তা উল্লেখ কর। ধাপগুলোর প্রতিটির সাথে সম্পর্কিত একটি করে সাল বা ঘটনাও লেখ।
- ঘ)(4)
ENIAC এর প্রযুক্তির সাথে তুলনা করে বিশ্লেষণ কর কেন রাফিদের স্মার্টফোনের মতো যন্ত্র সমন্বিত বর্তনী ছাড়া সম্ভব হতো না।
উত্তর ও ব্যাখ্যা
- ক)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর একটি সিলিকন চিপের ওপর ট্রানজিস্টরের সাথে ডায়োড, রোধ ও ধারক বসিয়ে যে পূর্ণাঙ্গ ক্ষুদ্র বর্তনী তৈরি করা হয়, তাকে সমন্বিত বর্তনী বা আইসি (IC) বলে।
- খ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর ট্রানজিস্টর ভ্যাকুয়াম টিউবের মতোই কাজ করতে পারে, কিন্তু আকারে অনেক ক্ষুদ্র এবং ওজনে খুব হালকা। এটি চালাতে খুব অল্প বিদ্যুৎ লাগে এবং এটি অনেক বেশি নির্ভরযোগ্য। সবচেয়ে বড় কথা, এটি অনেক কম খরচে তৈরি করা যায়। এসব সুবিধার কারণে ট্রানজিস্টর দ্রুত ভ্যাকুয়াম টিউবের স্থান দখল করে নেয়।
- গ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর ইলেকট্রনিকসের ক্রমবিকাশের তিনটি ধাপ হলো: (১) ভ্যাকুয়াম টিউব, (২) ট্রানজিস্টর এবং (৩) ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট বা সমন্বিত বর্তনী।
ভ্যাকুয়াম টিউব: 1904 সালে জন ফ্লেমিং প্রথম দুই ইলেকট্রোডের ভ্যাকুয়াম টিউব তৈরি করেন; 1906 সালে লি দ্য ফরেস্ট তৃতীয় ইলেকট্রোড যুক্ত করে ট্রায়োড তৈরি করেন।
ট্রানজিস্টর: 1947 সালে বেল ল্যাবরেটরিতে প্রথম ট্রানজিস্টর তৈরি করা হয়।
ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট: ষাটের দশকে সত্যিকারের আইসি তৈরি শুরু হয়।
উদ্দীপকের ENIAC এ ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহৃত হয়েছে, তাই এটি প্রথম ধাপের এবং রাফিদের স্মার্টফোনের সিলিকন চিপ তৃতীয় ধাপ, অর্থাৎ সমন্বিত বর্তনীর অন্তর্ভুক্ত। - ঘ)
AI-তৈরি নমুনা উত্তর ENIAC এ ভ্যাকুয়াম টিউব ব্যবহৃত হয়েছিল, যা আকারে বড়, ভারী এবং বেশি বিদ্যুৎ খরচ করে। 17,468টি টিউব ব্যবহার করায় যন্ত্রটি বিশাল জায়গা দখল করত। ট্রানজিস্টর এসে এই সমস্যা অনেকটা কমালেও প্রতিটি ট্রানজিস্টর, ডায়োড, রোধ ও ধারক আলাদাভাবে জোড়া লাগালে বর্তনী বড় ও জটিল হয়।
সমন্বিত বর্তনীতে একটি সিলিকন চিপের ওপরই অসংখ্য ট্রানজিস্টর, ডায়োড, রোধ ও ধারক বসিয়ে পূর্ণাঙ্গ বর্তনী তৈরি করা হয়। প্রযুক্তির উন্নতির সাথে LSI, VLSI পদ্ধতিতে খুব অল্প জায়গায় লক্ষ লক্ষ ট্রানজিস্টর বসানো সম্ভব হয়েছে। এর ফলে যন্ত্রের আকার ও ওজন অনেক কমে, বিদ্যুৎ খরচ কম হয় এবং সরাসরি সার্কিট বোর্ডে ব্যবহারের উপযোগী করে প্যাকেজ করা যায়।
অতএব, ভ্যাকুয়াম টিউব বা আলাদা আলাদা উপাদান দিয়ে হাতের মুঠোয় ধরা যায় এমন ক্ষমতাশালী স্মার্টফোন বানানো সম্ভব হতো না। মাইক্রোকম্পিউটার, ভিডিও ক্যামেরা ও যোগাযোগ উপগ্রহের মতো আধুনিক যন্ত্রের মতোই স্মার্টফোনও সমন্বিত বর্তনী ছাড়া কখনোই সম্ভব হতো না।
আরও প্রশ্ন অনুশীলন করতে অ্যাপে যাও