Оглавление

Kirish

Elektronika fani universitet va texnika oliy o’quv yurtlarining «Texnologiky ta’lim», «Fizika» «asbobsozlik», «elektronika va mikroelektronika» yo’nalishidagi o’qiyotgan bakalavr talabalari uchun asosiy kurs xisoblanadi.

«Elektronika asoslari» o’quv qo’llanmasida etarli darajada rasmlar, grafiklar, jadvallar va ma’lumotnomalar berilgan.

PF-60-son — 28.01.2022.

2022—2026 yillarga mo’ljallangan yangi O’zbekistonning taraqqiyot strategiyasi to’g’risida adolatli ijtimoiy siyosat yuritish, inson kapitalini rivojlantirish masalasiga davlat siyosati darajasiga ko’tarilgan. Taraqqiyot strategiyasining asosiy masalalaridan biri bo’lib, hamma soxalarida, jumladan, elektronika, xisoblash texnikasi, radiotexnika, robototexnika va informatikada soxada raqobatbardosh kadrlarni tayorlashdan iborat.

Shu munosabat bilan elektronikaning zamonaviy element bazasini ko’z oldiga keltiruvchi, elektron asboblarining tugun va sxemalaridagi barcha qismidan o’tayotgan jarayonlarni o’quvchiga tushuntiruvchi, yukori darajali mutaxassis pedagog kadrlar va muxandis kadrlar tayyorlashga talablar ortib bormokda. «Oliy va o’rta maxsus ta’lim Nizomi» da kelajak o’kituvchi, tarbiyachilar, muxandislarga eng zamonaviy bilim va yaxshi tayyorgarlik berish kerak deb, ta’kidlab o’tilgan.

Universitet va texnika oliy yurtlarida «elektronika asoslari kursi», «radioelektronika», «radioelektron qurilmalar ishlab chikarish texnologiyasi», «Radioelektronikadan amaliy mashg’ulot», «mikroprosessor texnikasi» va boshqa fanlar qatori asosiy talabaga politexnik tayyorgarlikni beradi.

Yakin kelajakda fizik, texnologik, biologik, ximik va kibernetikizlanishlarni kompleks qo’llab, elektronikada katta muvaffakiyatlarga erishilishni pedagoglari nazarda tutish kerak.

Elektronika o’zining rivojlanish jarayoni va REA ning qiyofasiga katta ta’sir kilib, zamonaviy sanoat va qishloq xo’jaligi, ilmiy tekshirish va medisinada; maishiy xizmat va transportda, o’qitish usulublarni takomillashtirish va aloqa vositasi xamda inson faoliyatining hamma soxalarida printsipial yangi asbobyaratish imkonini beradi. Biz quyida zamonaviy elektronika rivojlanishning ayrim soxalarni keltiramiz.

Mikroelektronika. Qurilmalarning istemol ener giyasini kamaytirish va ishlashda ishonchlilikni orttirishda, minityurizasiya kilish, xozirgi zamon mikroelektronikasini rivojlanishdagi asosiy tendentsiyasi, bo’lib katta (bis) va o’ta katta (SBIS) integral mikrosxemalarni yaratilishi elektron tugunlar va diskret radiodetallar blokini almashtirish imkonini beradi. Sxemalarni keyingi miniatyurizasiyasi elektronika, xisoblash kurilmasi va magnit yozuvchi kurilmalarining takomillashishiga, oldindan berilgan funktsiyali yangi asboblar yaratilishiga revolyusion ta’sir ko’rsatadi. Shuni aytish kerakki, xozirgi texnologiyada bitta yarim o’tkazgichli kristallda milliontagacha radiodetallar bo’lgan bis lar yaratish mumkin.

Optoelektronika. Xozirgi zamon optoelektrinikada katta sig’imli, tez ishlovchi, yuqori xalaqitlardan muxofaza qilingan tolalar optikasi liniyalarini yaratishda fundamental izlanishlar olib borilmoqda. Bunday liniya orqali bir vaktning o’zida 10000 gacha telefon aloqalar, 10 kanalgacha bulgan yuqori aniqlikda rangli televideniya signallarini jo’natish mumkin. Optoelektronikada yorug’lik nurlarining fazo bo’yicha modulyasiya printsipi qo’llaniladi. Bu asosda quyidagi vakuumsiz elektron «qurilmalar» yaratiladi: optoelektron kuchaytirgichlar, mantiqiy elementlar, yassi ekranli rangli televidenie, juda katta informasion tablo va x. z. Xozirda optoelektron xotiralovchi (optik xotiralovchi) disklar yaratildi xamda takomillashtirish bo’yicha yangidan-yangi izlanishlar olib borilmoqda.

KRIOGEN ELEKTRONIKA. Past (kriogen) temperaturadagi xodisalardan foydalaniladi, yaxni bunda metall va qotishmalarning o’ta o’tkazuvchanligi, izolyatorlarning dielektrik kirituvchanligini elektr maydon va boshqalarga bog’liqligi tushuniladi. Bunday xodisalardan kriogen Triggerlar, o’ta keng polosali kvant kuchaytirgichlari, elektr signallarining liniya tutqichlari va x.z asboblar yaratishda foydalaniladi. Shuni aytib o’tish kerakki, kriogen asosida mantiqiy va xotiralovchi funktsiyalarni bajaruvchi bis larni xam yaratish mumkin. Elektron asbob o’rnatilgan bo’lib, uning yordamida milliard yorug’lik yili masofasidagi kosmik fazosini o’rganish imkonini beradi.

MAGNIT ELEKTRONIKA. Bu juda kichik to’yingan magnitlanuvchan materiallarni vujudga kelishi, uning asosida yupqa plyonkali magnit qurilmalar ishlab chiqarilishiga, magnit plyonkalar, kommutasion qurilma, magnit yarim o’tkazgichlar va x.z ni yaratilishiga olib keldi. Uncha katta bo’lmagan magnit yarim o’tkazgichli kristallda mantiqiy elementlar, kommutasiyalovchi qurilmalar va xotiralovchi elementlarni xar-xil ko’rinishlarini xosil qiluvchi bir necha ming sxemalar joylashtirish mumkin. Bu kristallarda hosil qilingan qurilmalar 3*106 bit/s tezlikda informasiyaga ishlov bera oladi, xotirasi esa bir santimetr kvadratga 105 li yozuv zichligi to’g’ri keladi.

Bioelektronika. Elektronikaning rivojlanishidagi yana bir yo’nalish bo’lib, tirik organizmning tarkibi va xayot faoliyatini, (shu jumladan insonni) taxlil qilishda, asab sistemasini o’rganish, xar-xil jinsli bug’lanish (ximiyaviy maydon), magnit maydoni, inson tanasi va x.z.ni radionurlanish kabi muammolarini o’z ichiga oladi. Elektro radiokardiogramma (EKG) dan farqli o’laroq yurak ishlashi signalini aniqroq o’lchovchi magnitokardiogramma asbobini yaratish mumkin. Infarqizil (miokard) dan keyin yurak paylaridagi o’lgan qismlarni magnit maydonli kvant o’lchovchi asbobi qayd qiladi. Kam xalakitli radiopryomniklar yordamida inson tanasi ichidagi temperaturani radionurlanish yordamida aniklash mumkin. Bunday asbob yordamida xronik apendisit, o’pkalarni shabadalashi va x.z. ni diagnoz qilish mumkin. Inson issiqlik nurini o’lchab juda qiziq informasiyalarni olishi mumkin. Bu bio informasiyalaryordamida tomirlar xolati, organizmdagi shabadalash jarayoni va x.z. lar xaqida fikr yuritish mumkin. Bu ayniksa bolalar pediatriyasida katta axamiyatga chunki, sababi ular o’zining kasalliklari xakida maxlumot bera olmaydilar.

Akustoelektronika. Elektronikaning bu yo’nalishi akustik va pxezoelektrik effektlarni elektr maydoni bilan ta’sirlashishiga asoslangan. Pxezoelektrik o’zgartirgichlar, masalan, ulrtratovush liniyalarda elektr signallari ta’sirida akustik signallar xosil qiladi va aksincha. Barchamizki ma’lumki, elektromagnit va akustik to’lqinlarining tarqalish tezligi o’zaro bir-biridan keskin farq qiladi, shunga asoslanib esa vaqt bo’yicha signallarni siljishi va ushlanib qolishini xosil qilish mumkin. P’ezooelektrik yarim o’tkazgichlar elektr maydoni akustik tulqinlarga xam ta’sir kiladi. Bu esa teleradio qurilmalarning signallarini o’lchash imkonini beradi. Xozirgi vaqtda musiqani yuqori sifatda qayta eshittiruvchi qurilmalar yaratilgan.

KVANT ELEKTRONIKASI. Kristall atomida kogerent nurlarning tarqalishi, ya’ni majburiy (indusirlangan) xodisadan foydalanib o’ta yuqori chastotali elektromagnit tebranishlarni xosil qilish va kuchaytirish usullarini o’rganadi. Xozirgi vaqtda yuqori quvvatli, bir tomonga yuqori daraja yo’naltirilgan, ko’rish diapozoni spektorida to’lqinlar tarqatuvchi mikro to’lqinli kvant generatorlari (lazerlar) yaratilgan. Bizning mamlakatda kvant elektronikasiga asoslangan o’ta yuqori sig’imli, tola — optik liniyali aloqalar, xar-xil texnologik qurilmalar, tabobat asboblari, aniq geodezik mexanizmlar, atmosferani ekologik xolatini biluvchi asboblar, o’rganuvchi avtomatlar va boshqalar yaratilgan.

Xemotronika. Elektronikaning elektroximiya bilan rivojlanishidagi bir yo’nalishi. Xemotronika past chastotali elektroximiyaviy o’zgartirgichlar yaratadi. Xozirgi vaqtda bir qator xemotron asboblari yaratilgan: ion to’g’rilagich, o’ta past chastotali kuchaytirgich, elektro-ximiyaviy o’zgartirgich. Kelajakda suyuqlik asosida boshqariluvchi sistema bioinformasion o’zgartirgich yaratiladi.

Elektronikaning erishilgan yutuqlari uning cheksiz imkonidan foydalanishning boshlang’ich qadami xolos. Kelajakda tashqi ta’sir sharoitini o’zgarishga adektiv reaktsiya beruvchi, sunoiy intelektga ega bo’lgan va sensor sistema asosida jixozlangan robotlar bilan taominlash masalasi qo’yilgan.

Inson faoliyatining xar-xil soxasida elektronikaning qo’llanishi uzluksiz kengaymoqda, chuqurlashmoqda va differentsiallashib bormoqda.

Xozirgi zamon elektronikasi fan va texnikada oldingi o’rinni egallab, ilmiy-texnikaning rivojlantirishda katta axamiyatga ega.

1-bob. MAYDONDA ELEKTRONLAR XARAKATI

1 bob elektronlarning bir jinsli, bir jinsli bo’lmagan elektr maydondagi xarakati va bir jinsli bo’lmagan magnit maydonnidagi xarakatlari ko’rib o’tilgan.

1.1. ELEKTRONLARNING BIR JINSLI ELEKTR MAYDONDAGI XARAKATI

Elektron asboblarda elektronlarni elektr maydoni ta’sirida xarakatlanishi asosiy jarayonlardan xisoblanadi. Elektronlarni vakuumda xarakatlanishi oddiy hamda yarim o’tkazgich yoki gaz razryadli asboblarida xarakatlanishi esa murakkab jarayon bo’ladi.

Bir jinsli elektr maydonida elektron xarakatini boshqa elektronlar bilan ta’siri yo’q deb karash kerak. Xaqiqatda esa elektronlar orasida o’zaro itarishish kuchi ham mavjud. Elektr maydoni ko’p xollarda bir jinsli bo’lmasdan murakkab xarakterga ega va u elektronikaning asoslaridan birini tashkil etadi.

Ma’lumki, elektron zaryadi e=1,6*10—19 KLga teng bo’lib, massasi m=9,1*10—31 kg. Nazariy xisoblashlardan elektron tezligi s=299 792 458 m/s bo’lganda, massasi cheksiz ortadi.

Oddiy elektrovakuum asboblarida elektronning tezligi 0,1 m/s ni tashkil etadi, massasini esa doimiy deb xisoblash mumkin.

Elektronning tezlanuvchi elektr maydonidagi xarakat

Ikki elektrod anod va katod orasidagi elektr maydon kuch chiziqlarini (kuchlanganlik chiziqlari) 1.1-rasmda ko’rsatilganidek tasvirlaylik.

Agar elektrodlar orasidagi potentsiallar ayirmasi U, ular orasidagi masofani d desak, maydon kuchlanganligini, deb yozish mumkin:

Bir jinsli maydon uchun E o’zgarmas kattalik. Katoddan chiqqan elektron kinetik energiya W0 va boshlang’ich tezlik v0 bo’lgan tezlanuvchan elektr maydoniga kirsin.

Maydon kuchlanganligi musbat birlik zaryadga ta’sir etuvchi kuchga teng bo’ladi. Shuning uchun bitta elektronga ta’sir etuvchi kuch bo’ladi:

F kuch E vektor kattaligiga qarama-qarshi yo’nalgani uchun minus ishorasi qo’yilgan.

F kuch ta’sirida elektron tezlanish oladi va uning ifodasi kuyidagicha bo’ladi:

Elektrod tomon xarakatlanayotgan elektron xarakat oxirida eng katta v tezlik va W kinetik energiyaga erishadi. Shunday qilib, tezlatuvchi maydonda elektronning kinetik energiyasi ortadi. Bu energiya ortishini W–W0 sifatida ko’rsatish mumkin. Energiyaning saqlanish qonuniga asosan quyidagini yozish mumkin.

Agar elektronni boshlang’ich tezligi nolga teng bo’lsa, bo’ladi:

Elekronning boshlang’ich tezligi v0 <<v bo’lganda, quyidagi tenglama bo’yicha aniqlanadi:

Agar U=1 Volt desak elektron energiyasi bir birlik energiyaga teng bulib, u elektron — Volt (ev) deb ataladi. Yuqoridagi ifoda (1.4) dan

e va m larni o’rniga qo’yib

dan elektoronning tezligini topish mumkin.

Shunday qilib tezlatuvchi maydonda elektronning xarakati potentsiallar farqiga bog’lik ekan. Elektronning boshlangich energiyasini eletkron — voltda quyidagicha

yozish mumkin. Potentsaillar ayirmasi U=1 voltda, tezligi v=6*105 m/s va U=100 Volt bo’lganda esa v=6*106 m/s bo’ladi.

Elektronning elektrodlar orasida masofa d=3*10—3 m va kuchlanishi 100 Volt bo’lganda uchish vaqti 10—8 s ni tashkil qiladi.

Elektr maydoni bir jinsli bo’lmagani uchun elektronning xarakati murakkab bo’lib amalda bu vaqt t=10—8 — 10—10 C ga teng.

Elektorni sekinlashtiruvchi maydondagi xarakati

Aytaylik elektoronning v0 boshlangich