आधुनिक इलेक्ट्रॉनिक्स (Modern Electronics) का आधार अर्धचालक (Semiconductors) हैं, जिनकी विद्युत चालकता (Electrical Conductivity) चालकों और कुचालकों के बीच होती है। शुद्ध अर्धचालकों में जब अशुद्धियाँ मिलाई जाती हैं, तो इस प्रक्रिया को डोपिंग (Doping) कहा जाता है। इससे एन-टाइप (N-type) और पी-टाइप (P-type) अर्धचालक प्राप्त होते हैं। एन-टाइप में इलेक्ट्रॉन (Electrons) बहुसंख्यक वाहक होते हैं, जबकि पी-टाइप में कोटर यानी होल्स (Holes) मुख्य भूमिका निभाते हैं।
जब एक पी-टाइप और एन-टाइप अर्धचालक को जोड़ा जाता है, तो संपर्क स्थल पर पी-एन जंक्शन (P-N Junction) बनता है। यहाँ इलेक्ट्रॉनों और होल्स के पुनर्मिलन (Recombination) के कारण एक अवक्षय परत (Depletion Layer) विकसित होती है। यह परत एक आंतरिक विद्युत क्षेत्र (Internal Electric Field) उत्पन्न करती है जो आवेश वाहकों के स्वतः प्रवाह को रोकती है। जेईई मेन (JEE-Main) में इस परत की चौड़ाई और विभव प्राचीर (Potential Barrier) पर तापमान के प्रभाव से जुड़े तार्किक प्रश्न (Logical Questions) आते हैं।
जंक्शन को जब बाहरी बैटरी से जोड़ा जाता है, तो इसे बायसिंग (Biasing) कहते हैं। अग्र अभिनति (Forward Bias) में अवक्षय परत पतली हो जाती है और धारा का प्रवाह सुगम होता है। इसके विपरीत, उत्क्रम अभिनति (Reverse Bias) में परत मोटी हो जाती है और धारा का प्रवाह लगभग शून्य हो जाता है। इस विशिष्ट गुण के कारण पी-एन जंक्शन डायोड (Diode) का उपयोग दिष्टकारी (Rectifier) के रूप में प्रत्यावर्ती धारा (AC) को दिष्ट धारा (DC) में बदलने के लिए किया जाता है।
जेईई (JEE) की परीक्षा में ट्रांजिस्टर (Transistor), लॉजिक गेट्स (Logic Gates) और जेनर डायोड (Zener Diode) जैसे अनुप्रयोगों पर अधिक जोर दिया जाता है। जेनर डायोड का उपयोग वोल्टेज नियामक (Voltage Regulator) के रूप में किया जाता है क्योंकि यह ब्रेकडाउन क्षेत्र (Breakdown Region) में कार्य करता है। अर्धचालक उपकरणों के ऊर्जा बैंड अंतराल (Energy Band Gap) के सिद्धांत को समझना क्वांटम भौतिकी (Quantum Physics) की दृष्टि से भी महत्वपूर्ण है। प्रकाश उत्सर्जक डायोड (LED) और सौर सेल (Solar Cell) भी इसी सिद्धांत पर आधारित आधुनिक नवाचार हैं।
इस अध्याय के संख्यात्मक प्रश्नों (Numericals) को हल करने के लिए धारा समीकरणों और वी-आई विशेषताओं (V-I Characteristics) का अभ्यास करना चाहिए। अर्धचालक तकनीक ने कंप्यूटर और स्मार्टफोन की दुनिया में क्रांति ला दी है। एकीकृत परिपथ (Integrated Circuits) या चिप्स का निर्माण इन्हीं सिद्धांतों की मदद से संभव हुआ है। भौतिकी (Physics) के इस खंड में अच्छी पकड़ आपके पर्सेंटाइल (Percentile) को काफी ऊपर ले जा सकती है, क्योंकि यह भाग अत्यधिक स्कोरिंग (Scoring) होता है।
