Электроника асослари. Ўқув қўлланма

Электроника асослари. Ў?ув ?yлланма
Боходир Хошимович Каримов

Тожибой Мирзамахмудович Мирзамахмудов

Электроника асослари y?ув ?yлланмасида ярим yтказгичлар ва ярим yтказгичли асбоблар – диодлар, транзисторлар, пьезоэлементлар ва шу кабиларнинг физик асослари, тузилиши, схемалардаги шартли белгиси, ишлаш принципи, ?yлланиши ха?ида маълумот берилган. Ў?ув ?yлланма талабалар, электроника бyйича мута?ассислар, IT фанлари мута?ассислари ва радио ?аваскордарга мyлжанланган.

Электроника асослари

Ў?ув ?yлланма

Боходир Хошимович Каримов

Тожибой Мирзамахмудович Мирзамахмудов

Редактор Салим Мадрахимович Отажонов

Иллюстратор Боходир Хошимович Каримов

Дизайнер обложки Ибратжон Хатамович Алиев

Корректор Ибратжон Хатамович Алиев

Рецензент, физико-математика фанлари доктори, Фар?она Давлат Университети физика-техника факультети профессора Салим Мадрахимович Отажонов

© Боходир Хошимович Каримов, 2022

© Тожибой Мирзамахмудович Мирзамахмудов, 2022

© Боходир Хошимович Каримов, иллюстрации, 2022

© Ибратжон Хатамович Алиев, дизайн обложки, 2022

ISBN 978-5-0056-3165-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Кириш

Электроника фани университет ва техника олий y?ув юртларининг «Технологикй таълим», «Физика» «Асбобсозлик», «Электроника ва микроэлектроника» йyналишидаги y?иётган бакалавр талабалари учун асосий курс хисобланади.

«Электроника асослари» y?ув ?yлланмасида етарли даражада расмлар, графиклар, жадваллар ва маълумотномалар берилган.

ПФ-60-сон – 28.01.2022.

2022—2026 йилларга мyлжалланган янги Ўзбекистоннинг тара??иёт стратегияси тy?рисида адолатли ижтимоий сиёсат юритиш, инсон капиталини ривожлантириш масаласига давлат сиёсати даражасига кyтарилган. Тара??иёт стратегиясининг асосий масалаларидан бири бyлиб, ?амма сохаларида, жумладан, электроника, хисоблаш техникаси, радиотехника, робототехника ва информатикада сохада ра?обатбардош кадрларни таёрлашдан иборат.

Шу муносабат билан электрониканинг замонавий элемент базасини кyз олдига келтирувчи, электрон асбобларининг тугун ва схемаларидаги барча ?исмидан yтаётган жараёнларни y?увчига тушунтирувчи, юкори даражали мутахассис педагог кадрлар ва мухандис кадрлар тайёрлашга талаблар ортиб бормокда. «Олий ва yрта махсус таълим Низоми» да келажак yкитувчи, тарбиячилар, мухандисларга энг замонавий билим ва яхши тайёргарлик бериш керак деб, таъкидлаб yтилган.

Университет ва техника олий юртларида «Электроника асослари курси», «Радиоэлектроника», «Радиоэлектрон ?урилмалар ишлаб чикариш технологияси», «Радиоэлектроникадан амалий маш?улот», «Микропроцессор техникаси» ва бош?а фанлар ?атори асосий талабага политехник тайёргарликни беради.

Якин келажакда физик, технологик, биологик, химик ва кибернетикизланишларни комплекс ?yллаб, электроникада катта муваффакиятларга эришилишни педагоглари назарда тутиш керак.

Электроника yзининг ривожланиш жараёни ва РЭА нинг ?иёфасига катта таъсир килиб, замонавий саноат ва ?ишло? хyжалиги, илмий текшириш ва медицинада; маиший хизмат ва транспортда, y?итиш усулубларни такомиллаштириш ва ало?а воситаси хамда инсон фаолиятининг ?амма сохаларида принципиал янги асбобяратиш имконини беради. Биз ?уйида замонавий электроника ривожланишнинг айрим сохаларни келтирамиз.

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА.?урилмаларнинг истемол энер гиясини камайтириш ва ишлашда ишончлиликни орттиришда, минитюризация килиш, хозирги замон микроэлектроникасини ривожланишдаги асосий тенденцияси, бyлиб катта (БИС) ва yта катта (СБИС) интеграл микросхемаларни яратилиши электрон тугунлар ва дискрет радиодеталлар блокини алмаштириш имконини беради. Схемаларни кейинги миниатюризацияси электроника, хисоблаш курилмаси ва магнит ёзувчи курилмаларининг такомиллашишига, олдиндан берилган функцияли янги асбоблар яратилишига революцион таъсир кyрсатади. Шуни айтиш керакки, хозирги технологияда битта ярим yтказгичли кристаллда миллионтагача радиодеталлар бyлган БИС лар яратиш мумкин.

ОПТОЭЛЕКТРОНИКА. Хозирги замон оптоэлектриникада катта си?имли, тез ишловчи, ю?ори хала?итлардан мухофаза ?илинган толалар оптикаси линияларини яратишда фундаментал изланишлар олиб борилмо?да. Бундай линия ор?али бир вактнинг yзида 10000 гача телефон ало?алар, 10 каналгача булган ю?ори ани?ликда рангли телевидения сигналларини жyнатиш мумкин. Оптоэлектроникада ёру?лик нурларининг фазо бyйича модуляция принципи ?yлланилади. Бу асосда ?уйидаги вакуумсиз электрон «?урилмалар» яратилади: оптоэлектрон кучайтиргичлар, манти?ий элементлар, ясси экранли рангли телевидение, жуда катта информацион табло ва х. з. Хозирда оптоэлектрон хотираловчи (оптик хотираловчи) дисклар яратилди хамда такомиллаштириш бyйича янгидан-янги изланишлар олиб борилмо?да.

КРИОГЕН ЭЛЕКТРОНИКА. Паст (криоген) температурадаги ходисалардан фойдаланилади, яхни бунда металл ва ?отишмаларнинг yта yтказувчанлиги, изоляторларнинг диэлектрик киритувчанлигини электр майдон ва бош?аларга бо?ли?лиги тушунилади. Бундай ходисалардан криоген триггерлар, yта кенг полосали квант кучайтиргичлари, электр сигналларининг линия тут?ичлари ва х.з асбоблар яратишда фойдаланилади. Шуни айтиб yтиш керакки, криоген асосида манти?ий ва хотираловчи функцияларни бажарувчи БИС ларни хам яратиш мумкин. Электрон асбоб yрнатилган бyлиб, унинг ёрдамида миллиард ёру?лик йили масофасидаги космик фазосини yрганиш имконини беради.

МАГНИТ ЭЛЕКТРОНИКА. Бу жуда кичик тyйинган магнитланувчан материалларни вужудга келиши, унинг асосида юп?а плёнкали магнит ?урилмалар ишлаб чи?арилишига, магнит плёнкалар, коммутацион ?урилма, магнит ярим yтказгичлар ва х.з ни яратилишига олиб келди. Унча катта бyлмаган магнит ярим yтказгичли кристаллда манти?ий элементлар, коммутацияловчи ?урилмалар ва хотираловчи элементларни хар-хил кyринишларини хосил ?илувчи бир неча минг схемалар жойлаштириш мумкин. Бу кристалларда ?осил ?илинган ?урилмалар 3*10

 бит/с тезликда информацияга ишлов бера олади, хотираси эса бир сантиметр квадратга 10

ли ёзув зичлиги тy?ри келади.

БИОЭЛЕКТРОНИКА. Электрониканинг ривожланишидаги яна бир йyналиш бyлиб, тирик организмнинг таркиби ва хаёт фаолиятини, (шу жумладан инсонни) тахлил ?илишда, асаб системасини yрганиш, хар-хил жинсли бу?ланиш (химиявий майдон), магнит майдони, инсон танаси ва х.з.ни радионурланиш каби муаммоларини yз ичига олади. Электро радиокардиограмма (ЭКГ) дан фар?ли yларо? юрак ишлаши сигналини ани?ро? yлчовчи магнитокардиограмма асбобини яратиш мумкин. Инфар?изил (миокард) дан кейин юрак пайларидаги yлган ?исмларни магнит майдонли квант yлчовчи асбоби ?айд ?илади. Кам халакитли радиопрёмниклар ёрдамида инсон танаси ичидаги температурани радионурланиш ёрдамида аниклаш мумкин. Бундай асбоб ёрдамида хроник апендицит, yпкаларни шабадалаши ва х.з. ни диагноз ?илиш мумкин. Инсон исси?лик нурини yлчаб жуда ?изи? информацияларни олиши мумкин. Бу био информацияларёрдамида томирлар холати, организмдаги шабадалаш жараёни ва х.з. лар ха?ида фикр юритиш мумкин. Бу айникса болалар педиатриясида катта ахамиятга чунки, сабаби улар yзининг касалликлари хакида махлумот бера олмайдилар.

АКУСТОЭЛЕКТРОНИКА. Электрониканинг бу йyналиши акустик ва пхезоэлектрик эффектларни электр майдони билан таъсирлашишига асосланган. Пхезоэлектрик yзгартиргичлар, масалан, улpтратовуш линияларда электр сигналлари таъсирида акустик сигналлар хосил ?илади ва аксинча. Барчамизки Маълумки, электромагнит ва акустик тyл?инларининг тар?алиш тезлиги yзаро бир-биридан кескин фар? ?илади, шунга асосланиб эса ва?т бyйича сигналларни силжиши ва ушланиб ?олишини хосил ?илиш мумкин. Пъезооэлектрик ярим yтказгичлар электр майдони акустик тул?инларга хам таъсир килади. Бу эса телерадио ?урилмаларнинг сигналларини yлчаш имконини беради. Хозирги ва?тда муси?ани ю?ори сифатда ?айта эшиттирувчи ?урилмалар яратилган.

КВАНТ ЭЛЕКТРОНИКАСИ. Кристалл атомида когерент нурларнинг тар?алиши, яъни мажбурий (индуцирланган) ходисадан фойдаланиб yта ю?ори частотали электромагнит тебранишларни хосил ?илиш ва кучайтириш усулларини yрганади. Хозирги ва?тда ю?ори ?увватли, бир томонга ю?ори даража йyналтирилган, кyриш диапозони спекторида тyл?инлар тар?атувчи микро тyл?инли квант генераторлари (лазерлар) яратилган. Бизнинг мамлакатда квант электроникасига асосланган yта ю?ори си?имли, тола – оптик линияли ало?алар, хар-хил технологик ?урилмалар, табобат асбоблари, ани? геодезик механизмлар, атмосферани экологик холатини билувчи асбоблар, yрганувчи автоматлар ва бош?алар яратилган.

ХЕМОТРОНИКА. Электрониканинг электрохимия билан ривожланишидаги бир йyналиши. Хемотроника паст частотали электрохимиявий yзгартиргичлар яратади. Хозирги ва?тда бир ?атор хемотрон асбоблари яратилган: ион тy?рилагич, yта паст частотали кучайтиргич, электро-химиявий yзгартиргич. Келажакда сую?лик асосида бош?арилувчи система биоинформацион yзгартиргич яратилади.

Электрониканинг эришилган юту?лари унинг чексиз имконидан фойдаланишнинг бошлан?ич ?адами холос. Келажакда таш?и таъсир шароитини yзгаришга адектив реакция берувчи, сунoий интелектга эга бyлган ва сенсор система асосида жихозланган роботлар билан таoминлаш масаласи ?yйилган.

Инсон фаолиятининг хар-хил сохасида электрониканинг ?yлланиши узлуксиз кенгаймо?да, чу?урлашмо?да ва дифференциаллашиб бормо?да.

Хозирги замон электроникаси фан ва техникада олдинги yринни эгаллаб, илмий-техниканинг ривожлантиришда катта ахамиятга эга.

1-БОБ. МАЙДОНДА ЭЛЕКТРОНЛАР ХАРАКАТИ

1 боб электронларнинг бир жинсли, бир жинсли бyлмаган электр майдондаги харакати ва бир жинсли бyлмаган магнит майдоннидаги харакатлари кyриб yтилган.

1.1. ЭЛЕКТРОНЛАРНИНГ БИР ЖИНСЛИ ЭЛЕКТР МАЙДОНДАГИ ХАРАКАТИ

Электрон асбобларда электронларни электр майдони таъсирида харакатланиши асосий жараёнлардан хисобланади. Электронларни вакуумда харакатланиши оддий ?амда ярим yтказгич ёки газ разрядли асбобларида харакатланиши эса мураккаб жараён бyлади.

Бир жинсли электр майдонида электрон харакатини бош?а электронлар билан таъсири йy? деб караш керак. Ха?и?атда эса электронлар орасида yзаро итаришиш кучи ?ам мавжуд. Электр майдони кyп холларда бир жинсли бyлмасдан мураккаб характерга эга ва у электрониканинг асосларидан бирини ташкил этади.

Маълумки, электрон заряди е=1,6*10

 Клга тенг бyлиб, массаси m=9,1*10

 кг. Назарий хисоблашлардан электрон тезлиги с=299 792 458 м/с бyлганда, массаси чексиз ортади.

Оддий электровакуум асбобларида электроннинг тезлиги 0,1 м/с ни ташкил этади, массасини эса доимий деб хисоблаш мумкин.

Электроннинг тезланувчи электр майдонидаги харакат