Arduino va radioelektironika. Reja: kirish I. Bob. Arduino lc- tebranish sxemasi Arduino ishlab chiqish II. Bob

2.3. Radiotexnikaning rivojlanish tarixi

Dioddan o‘tayotgan tokning elektronlar oqimidan iborat ekanligini J.Tomson (ingliz) ko‘rsatib bergan.

Birinchi vakkumli triodni 1906 yilda amerkalik Lui de Forist ixtiro qilgan. Agar radiotexnika tarixiga nazar tashlaydigan bo‘lsak, umuman olganda radiotexnikaning rivojlanish tarixini 3 davrga bo‘lish mumkin.
- Birinchi davrda (1895-1920) asosan uzun to‘lqinlardan foydalangan holda telegraf aloqasi yo‘lga quyildi.
- Ikkinchi davrda (1920-1955 ) elektron lampalardan keng foydalanildi. Radio qurilmalarda elektrovakuumli lampa keng miqyosda ishlatildi.
- Uchinchi davrda (1955) yildan boshlab yarim o‘tkazgichli asboblar keng qo‘llanila boshlandi.
Yarim o‘tkazgichlarning o‘zgaruvchan tokni to‘g‘rilash xususiyatini 1875 yilda nemis olimi K.F.Braun sezgan edi. Birinchi yarim o‘tkazgichli triod ya’ni tranzistorni AQShda D.Bardin va V. Bratten yaratdilar.
Dastlabki integral mikrosxemalar esa 60-yilning oxirida paydo bo‘ldi.
Mikrosxemalarning yaratilishi radiotexnika sohasida katta o‘zgarish bo‘lishiga olib keldi. Shundan so‘ng elektronika aniq ikki qismga, ya’ni katta quvvatli radioelektronika va mikroelektronikaga ajraldi.
Keyingi paytlarda radioelektronikaning rivojlanishi bilan yangi sohalar vujudga keldi. Bularga misol qilib optoelektronika, akustoelektronika sohalarini misol qilish mumkin. Optoelektronika elektromagnit to‘lqinlar shkalasidan joy olgan optik diopazondan axborotni o‘zatish va qabul qilishda foydalanish imkoniyati borligi bilan bog‘liqdir.
Akustoelektronika sohasida elektromagnit to‘lqinlar bilan bir qatorda elastik, ya’ni tovush to‘lqinlaridan keng foydalanilmoqda. Toshkent shahrida birinchi radioeshittirish 1927 yildan boshlab ishlay boshladi. Televizon ko‘rsatuvlar 1956 yil 5- noyabrdan yo‘lga quyildi (1928 yil televizor kashf etilgan. Grabovskiy tomonidan Toshkentda).
-O‘tkazgich jo‘natiladigan ma’lumotni radiosignalga aylantirib beradigan, qabul qilgich-radiosignaldan boshlang‘ich ma’lumotni tiklaydigan qurilmadir. Aloqa yo‘li o‘tkazgich va qabul qiluvchi qurilmalarni o‘zaro bog‘lovchi muhit bo‘lib yo erkin fazo, yoki maxsus texnik qurilma (parallel o‘tkazgichlar, kabel, nurtola va boshqalar)ni tashkil qiladi.
Informatsiya manbaidan olinadigan noelektr tabiatli tebranishlar elektr tebranishlariga aylantirilgach radioelektron sistema kirishiga uzatiladi. Buning uchun mikrofon yoki tasvir uzatkich trubka tasvirni tok impulslari ketma-ketligiga aylantirib beradi.
Informatsiyani tashuvchi bo‘lib elektromagnit to‘lqinlar xizmat qiladi. Hozirgi zamon radiotexnikasi informatsiyani elektromagnit tebranishlar yordamida uzoq masofaga uzatish masalasini hal qilish va qishloq xo‘jaligida keng foydalanish imkonini yaratadi. Bundan tashqari radiotexnikaning rivojlanishi natijasida yangi fan tarmoqlari - «Radiofizika», «Radioastranomiya», «Radiospektroskopiya» va boshqalar vujudga keldi.
Radiotexnikadan farqli radioelektronika fani erkin fazo yoki muhitda to‘lqin tarqalish masalalari bilan shug‘ullanmaydi.
Shunga ko‘ra elektromagnit tebranishlar yordamida informatsiyani uzatish va qabul qilib qayta ishlash usullari, elektron qurilmalarini yaratuvchi fan va texnikaning bir sohasidir.
Universal asboblar–elektron ossillograf, kuchaytirgichlar, generatorlar, hisoblagichlar va boshqalar radioelektron asboblardir. Yuqorida aytganlardan quydagicha hulosa qilish mumkin.
Radioelektronika barcha qayd qilish, avtomatik boshqarish, o‘lchash, hisoblash va boshqa elektron asbob va qurilmalar asosini tashkil qiluvchi fandir.
XX asrning 90 yillaridan boshlab olimlar e’tiborini tortayotgan va XXI asr fani deb e’tirof etilayotgan nanofizikaga qisman to‘xtalsak. Jism o‘lchamiga taalluqli bo‘lgan, ko‘p ishlatiladigan tushunchalardan biri mikrondir. Biz mikron, mikrojarrohlik, mikroolam, mikroiqtisod, Mikroelektronika, mikrojarayon kabi iboralarni ko‘p qo‘llaymiz, lekin hamma vaqt ham bu o‘lchamni aniq mazmuniga e’tibor bermaymiz. 1 mikron yoki 1 mikrometr (qisqacha - 1 mkm) ta’rifi bo‘yicha metrning milliondan bir bo‘lagi bo‘lib, millimetrning mingdan bir qismiga to‘g‘ri keladi. Taqqoslash uchun, inson sochi tolasining o‘rtacha qalinligi 50-100 mikronga teng. Atom olami o‘lchamlari haqida gap ketganda esa mikronning mingdan bir bo‘lagiga teng nanometr (nm) va mikronning o‘n mingdan bir bo‘lagiga teng angstrem ( ) bilan ish ko‘riladi. Bunday kichik o‘lchamdagi narsalarni faqat o‘ta kattalashtirish qobiliyatiga ega bo‘lgan elektron mikroskoplar yordamidagina ko‘rish mumkin.
XX asr fan va texnikasi taraqqiyotiga salmoqli ta’sir ko‘rsatgan tadqiqotlardan biri yarim o‘tkazgichlar fizikasi sohasiga tegishli bo‘lib, u avvaliga, yarim o‘tkazgichli diodlar va tranzistorlarning, keyinchalik esa mikrosxema, katta integral sxemalar va mikrochiplarning yaratilishiga, shuningdek mikroelektronika sanoatining paydo bo‘lishiga olib keldi. Hozirgi zamon kompyuterlari bir soniyada trillionlab amallarni bajara olishi bilan birga, nihoyatda kichik hajmda juda katta miqdordagi ma’lumotni saqlab tura oladi. Moddaning yarim o‘tkazgichlik xossasiga asoslangan elementlarda fizik jarayonlar mikronlar tartibidagi sohalarda yuz berib, zamonaviy mikrochiplarda kremniy kristalining kichik bo‘lagida bir-biriga ulangan millionlab diodlar, tranzistorlar, qarshiliklar, kondensatorlar joylashgan.
Hozirda kristal o‘lchamlarini yanada kichiklashtirish va elementlar zichligini oshirish ustida qizg‘in ish olib borilmoqda. Lekin mikrosxemalar va kompyuter protsessorlarini (mikrochiplarni) ishlab chiqarish bo‘yicha dunyoning etakchi Intel, AMD va Motorola kompaniyalarining hisobiga ko‘ra, keyingi 10-20 yil ichida kremniy mikro kristallari o‘zining eng oxirgi kichik o‘lchamlariga erishadi va ularni yanada kichraytirish hech qanday foyda bermaydi. Gap shundaki, modda zarrasining tashkil etgan atomlar sonining kamayib borishi, ya’ni modda zarrasi o‘lchamining kamayishi uning fizik xossalari o‘zgarishiga olib keladi. Misol uchun oltin metallar sinfiga mansub bo‘lib, odatda, elektr tokini juda yaxshi o‘tkazadi. Oltin zarrasi-klasterining o‘lchamlari 100 nm gacha kichraytirilganda ham ular metallik xususiyatini saqlab qoladi, lekin undan-da kichikroq o‘lchamdagi (10 nm) oltin zarralarida metallik xususiyati yo‘qolib, yarim o‘tkazgichlarga xos xususiyatlar namoyon bo‘ladi. Bundan ham kichikroq o‘lchamdagi oltin zarralari dielektrik xossaga ega bo‘ladi, ya’ni ular elektr tokini mutlaqo o‘tkazmaydi. Eng asosiy xossalaridan erish temperaturasining o‘zgarishi ko‘zatilmoqda. Masalan: Oltinning erish temperaturasi 1340 K teng bo‘lsa, 2 nm o‘lchamdagisining erish temperaturasi 1000 K tengligi ko‘zatilmoqda. Xuddi shunday radiusi R10 nm bo‘lganda yutilish chizig‘i spektri qisqa to‘lqin tarafga siljishi kuzatilmoqda. Bunga sabab shuki, zarra o‘lchamlari nanometrlar darajasida bo‘lganda modda xossalarini namoyon qiluvchi elektronlar o‘zini katta o‘lchamli holdagidan o‘zgacha tutadi va boshqacha qonunlarga bo‘ysunadi, ya’ni bunday o‘lchamlarda klassik fizika qonunlari o‘rnini kvant mexanikasi qonunlari egallaydi. Shuning uchun ham kichik o‘lcham bilan bog‘liq hodisalar "kvant o‘lchamli hodisalar" deb ham ataladi.


XULOSA
Mikroelektronikada qo‘llaniladigan yarim o‘tkazgichlardagi barcha jarayonlar elektronlarning ko‘chishi, soddaroq qilib aytganda, tok oqishi hisobiga amalga oshadi, lekin 2 nm dan kichik o‘lchamlarda elektron odatdagi elektr o‘tkazgichlaridagidek harakat qila olmay qoladi va bunday o‘lchamli diod, tranzistor va boshqalar o‘z vazifasini bajara olmaydi.
Bunday cheklanishlar olimlar oldiga yarim o‘tkazgichlar o‘rnini bosuvchi yangi materiallar izlab topish vazifasini qo‘ydi. Olib borilgan izlanishlar nanofizika fanining, nanotuzilmali materiallar olish texnologiyalari - nanotexnoligiyaning paydo bo‘lishiga olib keldi. Bu yo‘nalishdagi ilk natija sifatida 1986 yilda IBM kompaniyasining tadqiqotchi olimlari atomlar ko‘chishini boshqarish mumkinligini ko‘rsatib berganini aytib o‘tish mumkin.
Sanoatning ko‘plab tarmoqlarida nanotexnologiyaning asosiy yutuqlaridan keng foydalanilayotganligiga qaramasdan, bu ishlar hali boshlang‘ich bosqichda turibdi, lekin bugungi kunda jahonning ilg‘or davlatlarida nanotexnologiya sohasidagi tadqiqotlarga katta e’tibor berilmoqda. Jumladan, 2003 yil oxirida AQSH kongressi nanotexnologiyalar sohasidagi tadqiqotlarni rivojlantirish bo‘yicha to‘rt yilga mo‘ljallangan dastur qabul qilgan va 3,7 milliard dollar mablag‘ ajratgan. Yevropa ittifoqi va yaponiya ham bu borada orqada qolayotgani yo‘q. Hisoblarga ko‘ra, 2025 yilga borib nanotexnologiya sohasida 2 milliard ishchi jalb qilingan, rivojlangan sanoat sohasiga aylanadi va unda aylanma mablag‘lar miqdori 15 trillion AQSH dollarini tashkil etadi. Sirasini aytganda, XXI asr texnologiyalari poygasi boshlandi va bunda g‘olib chiqqanlar kelajakda jahon texnologiyalar bozorida etakchilik qiladi.
Nanotexnologiyani rivojlantirish haqida gap ketganda, asosan, quyidagi uch yo‘nalishni e’tirof etish mumkin.
- molekula va atom o‘lchamidagi faol elementlardan elektron sxemalar tayyorlash;
- molekula o‘lchamida mexanizm va robotlar, ya’ni nanomashinalar yaratish;
- alohida atom yoki molekulalar bilan ish olib borish va ulardan barcha kerakli narsalarni yig‘ish ko‘zda tutiladi.
Tibbiyot sohasida esa odamning ichki jarohatlarini bartaraf etuvchi, shuningdek yuzaga kelishi mumkin bo‘lgan kasalliklarni oldini oluvchi shifokor- robotlar yaratilishi kutilmoqda (Rakni davolash).
"Scientific American" jurnalining xabariga ko‘ra, yaqin kelajakda pochta markasidek tibbiyot qurilmalari yaratiladiki, uni jarohatlangan joyga qo‘yilsa bas, u mustaqil qon tarkibini aniqlab kerakli dori-darmonni jarohatga etkazib beradi.
Umuman olganda zamonaviy elektronika va mikroelektronika rivoji asosan ikki yo‘nalishda katta tezlik bilan rivojlanmoqda.
-zamonaviy elektronikaning tobora o‘sib borayotgan talablarini qondirish uchun zarur bo‘lgan yangi materiallarni sintez qilish.
-mavjud va yangi sintez qilingan moddalarda kuzatiladaigan fizik xossalar yoki ularning strukturasi tuzilishi va tarkibiga bog‘liq bo‘lgan jihatlariga asosan ishlaydigan yangi asboblar yaratish.
Barcha rivojlangan mamlakatlarda har ikkala soha bo‘yicha ham ish olib borilmoqda, jumladan mamlakatimizda ham.

Adabiyotlar:

1. 
   Nigmatov K. Radioelektronika asoslari. T., 1994.Qo‘yliyev B.T. Tabiatning fizik xossalari bitmas-tuganmasdir. Qarshi, 2005.
   
2. 
   Гершунский Б.С. Основи электроники и микроэлектроники. М., 1990.
   
3. 
   Манаев Э.И. Основи радиоэлектроники. М., 1989.
   
4. 
   Молчанов А.П., Занадворов П.Н. Курс электроники и радиотехники. М., Наука, 1976.
   
5. 
   Степаненко И.П. Основи теории транзисторов и транзисторних схем. М., Энергия, 1977.
   
6. 
   Жеребсов И.П. Основи электроники. М. Энергоатомиздат 1989 г.
   
7. 
   Гусев В.Г., Гусев Ю.М Электроника. М.1991 г.
   
8. 
   "Ishga kirishish: FOUNDATION > Kirish". arduino.cc. Asl nusxadan arxivlangan, 29.08.2017. Olingan 2017-05-23.
   
9. 
   Devid Kushner (2011-10-26). "Arduinoning yaratilishi". IEEE spektri.
   
10. 
    Jastin Laxart (2009 yil 27 noyabr). "Uskunaga ochiq manbali yondashuv". The Wall Street Journal. Olingan 2014-09-07.
    
11. 
    Ernando Barragan (2016-01-01). "Arduinoning so'zsiz tarixi". arduinohistory.github.io. Olingan 2016-03-06.
    
12. 
    "Yovvoyida qancha Arduino bor?" Taxminan 300 000 ta". Adafruit Industries. 2011 yil 15-may. Olingan. 2013-05-26.
    
13. 
    "Arduino FAQ - Devid Kuartielles bilan". Malmö universiteti. 5 aprel, 2013 yil. Asl nusxadan arxivlangan, 2017-09-06. Olingan 2014-03-24.
    
14. 
    "Arduino MChJ uchun tadbirkorlik sub'ektining qisqacha mazmuni". Mass.gov. Massachusets shtati.
    
15. 
    Allan, Alasdair (2015 yil 6 mart). "Arduino urushlari: guruh bo'linishi, raqobatdosh mahsulotlar oshkor bo'ldimi?". makezine.com. Maker Media, Inc. olingan. 2015-yil 21-aprel.
    
16. 
    Banzi, Massimo (2015 yil 19 mart). "Massimo Banzi: Arduino uchun kurash". makezine.com. Maker Media, Inc. olingan. 2015-yil 21-aprel.
    
17. 
    Uilyams, Elliot (2015 yil 28 mart). "Arduino SRL Distribyutorlarga: "Biz haqiqiy Arduinomiz"". Hackaday.com. Hackaday.com. 2015-yil 21-aprelda olindi.