Elektron va uning zaryadi va tranziztorlar markasi

Xarakterli
Raqamli qiymat
Spin J,
Massasi m e c 2, MeV	0,51099892±0,00000004
Elektr zaryadi, kulon	- (1,60217653±0,00000014) 10 -19
Magnit moment, eћ/2m e c	1,0011596521859 ± 0,0000000000038
Hayot vaqti, yillar
Lepton raqami L e
Lepton raqamlari L m , L t

Kashf qilingan elementar zarralarning birinchisi boʻlgan elektronni 1897-yilda J.J.Tomson ochgan.Tomson gaz razryadlarining xarakteristikalarini oʻrganib, razryad trubkasida hosil boʻlgan katod nurlari moddalarning manfiy zaryadlangan zarrachalaridan iborat ekanligini koʻrsatdi. Katod nurlarini elektr va magnit maydonlar, u bu zarrachalarning zaryad-massa nisbatini e/m = 6,7·10 17 birlik aniqladi. CGSE/g ( zamonaviy ma'no 5,27 10 17 birlik SGSE/g). U katod nurlari atomlardan engilroq zarralar oqimi ekanligini va gazning tarkibiga bog'liq emasligini ko'rsatdi. Bu zarralar elektronlar deb ataldi. Elektronning kashf etilishi va barcha atomlarda elektron mavjudligining aniqlanishi haqida muhim ma'lumotlar berildi ichki tuzilishi atom.
Uni bulut bilan solishtirish mumkin. Buning sababi shundaki, elektronlar nafaqat zarralar, moddaning "bo'laklari" ning xususiyatlariga, balki xususiyatlarga ham ega. Elektron bulutlar yadroni qatlamlarda o'rab oladi va undan qat'iy belgilangan masofalarda joylashgan. Uzoq vaqt davomida olimlar yadro va elektronlar orasidagi bo'shliqlar nima uchun bunchalik qat'iy belgilanganligini va nima uchun, umuman olganda, har bir atom o'zining barcha mavjudligini tushuntira olmadi. elektron qobiqlar har doim bir xil o'lchamlarga ega. Bu topishmoqning javobi ham, ma'lum bo'lishicha, elektronlarning to'lqin xususiyatlari, atomning barcha qismlari doimiy joylariga ega ekanligi bilan bog'liq.
Ammo elektronlar bu joylarda doimiy ravishda o'rnatiladi deb o'ylamang. Yo'q, ular bir qobiqdan ikkinchisiga o'tishlari mumkin. Ayni paytda ajoyib narsalar sodir bo'ladi.
Agar elektron yadrodan uzoqlashsa, u ko'payadi, yaqinlashsa - kamayadi. Energiyaning bunday o'zgarishi asta-sekin emas, balki birdaniga, to'satdan sodir bo'ladi. Energiya kvantlar deb ataladigan juda aniq qismlarga qo'shiladi yoki kamayadi. Bu shuni anglatadiki, elektron yadroga yaqinroq sakraganda bir kvant energiya chiqaradi va yadrodan uzoqlashish uchun u, aksincha, bir joydan bir kvantni "yutishi" kerak.
Bu kvantlar nima? Agar siz allaqachon "" hikoyasini o'qigan bo'lsangiz, ehtimol siz yorug'lik ham to'lqinlar, ham fotonlar deb ataladigan zarralar ekanligini payqadingiz. Mana fotonlar - bu yorug'lik kvantlari, ya'ni nurlanishning eng kichik qismlari.
Endi yorug'lik haqidagi hikoyada nima qisqacha aytilganligi, yorug'likning qanday tarqalishi va yutilishi aniqroq bo'lishi kerak. Yadroga yaqinroq sakrab, elektronlar yorug'lik chiqaradi. Va modda yorug'likni yutganda, ular yadrodan uzoqroq orbitalarga sakrab chiqadilar. Bunday holda, elektronlar energiya bilan boyitiladi va modda isitiladi. Elektronlar qanchalik energiya bilan harakat qilsa, ular qanchalik tez-tez sakrab tursa, tananing harorati shunchalik yuqori bo'ladi. Shuning uchun yorug'likni ko'p yutib, modda ko'proq qiziydi.
Har bir moddaning elektron qobiqlari orasidagi o'ziga xos masofasi va shuning uchun o'ziga xos kvant o'lchami, chiqarilgan yorug'lik to'lqinlarining o'ziga xos uzunligi, ya'ni yorug'lik to'lqinlarining o'ziga xos rangi bor. Va shuning uchun har bir modda eng yaxshi o'ziga xos nurlarni o'zlashtiradi: biri qizil, ikkinchisi yashil, uchinchisi ko'rinmas ultrabinafsha.
Elektronlar nafaqat orbitadan orbitaga sakraydi, balki ba'zan ular atomdan butunlay ajraladi. Masalan, metallda barcha atomlar elektronlarining bir qismini "umumiy qozonga" beradi. Bu erkin elektronlar atomlar orasida harakatlanadi va elektr tokini olib yuradi.
Va nihoyat, elektronlar ba'zan o'z moddalarini butunlay tark etadilar, keyin ular kosmosda katta tezlikda ucha oladilar. Va bu erda yana elektronning murakkab, ziddiyatli tabiati namoyon bo'ladi.
Televizor ekrani porlaydi, chunki ichkaridan unga elektron nur yo'naltiriladi. Ushbu nurni tushirish va ko'tarish, o'ngga yoki chapga siljitish mumkin. Shu bilan birga, elektronlar xuddi yuborilgan joyga itoatkorlik bilan uchadigan zarralar kabi harakat qiladilar.
Xuddi shu elektronlar oqimi moddaga yo'naltirilsa, butunlay boshqacha tarzda harakatlanadi. Atomlar orasidan uchib yoki ularga yaqinlashganda, bu oqim suvdagi to'lqinlar kabi to'siqlarni aylanib chiqishi mumkin. Elektron, har doimgidek, beqaror: ba'zida u zarrachaga o'xshaydi, ba'zida u to'lqinga o'xshaydi. Bu u harakatlanadigan ob'ektlarning o'lchamiga bog'liq. Televizor trubkasi nisbatan katta - elektron - zarracha mavjud. Moddaning atomlari orasidagi masofa beqiyos kichikroq - bu erda elektron to'lqin shaklida bo'ladi.
Elektronlar oqimini olish uchun, masalan, moddani isitish kerak, chunki elektron chiroqning katodi isitiladi (bu haqda "Radio" va "" hikoyalarida aytib o'tilgan). Bu energiya sarflanishi kerakligini anglatadi. Va ko'pincha atomdan elektronni yirtib tashlash juda qiyin, buning uchun energiya kerak - axir, elektronlar atomda juda qattiq ushlab turiladi.
Siz so'rashingiz mumkin: ularni atomda nima ushlab turadi? Nega ular uchib ketishmaydi? Eslatib o'tamiz, elektron ham, yadro ham bor elektr zaryadlari, va bundan tashqari, bir xil emas, balki har xil: yadro musbat zaryadlangan, elektronlar esa manfiy zaryadlangan. Bunday o'xshash bo'lmagan zaryadlar bir-birini o'ziga tortadi.
Elektron, xuddi manfiy elektr birligi bo'lib, u barcha mumkin bo'lgan salbiy zaryadlarning eng kichigiga ega. Agar siz "" hikoyasini o'qisangiz, elektronning bu xususiyati odamlarga qanday foyda keltirayotganini ko'rasiz va uning nomi qanday tug'ilganini bilib olasiz.

<--

-->

IONLARNING FOYDALANISHINING JISMONIY ASOSLARI
VA YARIMOQCHI QURILMALAR
1.1. Elektron xossalari
Elektron qurilmalardagi elektr maydoni tezlashadi yoki tor-
elektronlar harakatiga sabab bo'ladi. Elektron e joylashgan bo'lsin
elektr maydon kuchi E, kuch F harakat qiladi (1.1-rasm)
	F = -eE,
maydon kuchiga qarshi qaratilgan.
Nyutonning ikkinchi qonuniga ko'ra, F kuchi mahsulotga teng
elektron massasi m elektronga F kuchi tomonidan berilgan tezlanish orqali
intensivligi E bo'lgan maydonda:
F = ma.
(1.1) va (1.2) dan elektr tezlanishi
a = Ee,
(1.3) tenglamadan ko'rinib turibdiki, c
elektr kuchlanishini o'zgartirish orqali		Guruch. 1.1. Bir jinsdagi elektron
maydon o'zgarishlari tezlashadi		elektr maydoni
nielektron. Bundan tashqari, biriktiring -
maydon kuchining boshlang'ich tezligi v 0 yo'nalishi bo'yicha qo'shilish joyida			elektron
tez harakat qiladi va eng yuqori tezlik va kinetikga ega bo'ladi
yo'lining oxirida kal energiya.
Ma'lum pozitsiyalarga asoslanib, elektronning v tezligini topamiz
fizika. Birinchidan, dala kuchlarining elektr harakati bo'yicha ishi

A nuqtadan B nuqtagacha bo'lgan ron zaryadning mahsulotidir
elektron e bu nuqtalarning potentsial farqiga:
W e \u003d (- e) (U A - U B).
U B > U A ekan, keyin
	U A − U B= − U.
Shuning uchun, ish
Biz = (e)(−U) = eU.
Ikkinchidan, energiyaning saqlanish qonuniga ko'ra, biz sarflagan ish
elektron harakatining maydoni kinetik o'sishga teng
Elektr maydonida harakat qilayotgan elektronning sof energiyasi:
W = m (v 2 - v 2) / 2.
Dastlabki tezlikni v 0 = 0 qilib, (5) dan qiymatni topamiz
yakuniy elektron tezligi
	2 Biz=	2 Ue.
Elektron qurilmalarda elektronning tezligi ancha past
yorug'lik tezligidan kamroq, shuning uchun qiymatlar nisbati e / m ≈ e / m 0
	v ≈ 600
(1.9) dan ko'rinib turibdiki, elektronning elektrdagi tezligi
maydon (km/s) faqat orasidagi potentsial farqga bog'liq
elektron bosib o'tgan yo'lning boshlang'ich va oxirgi nuqtalari va
yo'lning shakliga bog'liq emas. Ba'zan elektronning tezligi o'lchanadi
volt. Masalan: elektronning tezligi 100 V. Bu degani elektr
taxt bu tezlikni 100 V potentsial farqidan o'tish orqali qo'lga kiritdi.
Agar elektron o'z harakatini dam olish holatidan boshlasa, u
kuchga qarshi bir tekis tezlashtirilgan, to'g'ri chiziqli harakat qiladi
chiziqlar elektr maydoni, maydondan energiyani yutish. Elektr
Elektron uchun magnit maydon tezlashmoqda.
Agar dastlabki tezlik kuch yo'nalishiga to'g'ri kelsa
elektr maydonining chiziqlari, elektron uchun bunday maydon a
nola. Elektron tezligi pasayadi, elektr energiyasi
ron ham kamayadi (maydonga qaytariladi). Agar

maydonning o'lchamiga ruxsat bering, elektron to'xtaydi va keyin unga qarshi harakat qila boshlaydi kuch chiziqlari bu maydon.

Agar dastlabki tezlik elektr maydonining kuch chiziqlariga qarshi yo'naltirilgan bo'lsa, elektron uchun bunday maydon tezlashadi. Elektr maydoni musbat zaryadlarni kuch chiziqlari yo'nalishi bo'yicha harakatga keltiradi.
1.2. Elektron emissiya turlari
Sirtdan elektron chiqarish hodisasi qattiq tana elektron emissiyasi, elektronlar manbai esa emitent deb ataladi. Elektronlarning emitentni tark etishiga olib keladigan tashqi energiya ta'sirining usullariga qarab, elektron emissiyasining bir necha turlari ajratiladi.
Termion emissiyasi emitentni isitish natijasida yuzaga keladi. Haroratning oshishi bilan qattiq panjaraning termal tebranishlari paydo bo'ladi. Ushbu termal qo'zg'alish energiyasi tufayli elektronlarning bir qismi emitentni tark etib, emissiya oqimini hosil qiladi. Emitent harorati qanchalik baland bo'lsa, shuncha ko'p elektronlar bunday energiyaga ega bo'ladi, buning natijasida termion emissiya oqimi ortadi. Minimal harorat, emissiya oqimi paydo bo'ladigan, kritik deb ataladi. Bu emitentning materialiga bog'liq.
Ikkilamchi elektron emissiyasi - ikkilamchi elektrlashtirilgan emissiya
birlamchi elektronlar oqimi bilan nurlantirilganda emitent yuzasidan elektronlar. Ikkilamchi emitentga tushgan birlamchi elektron oqimi qisman uning yuzasidan aks etadi va qisman uning ichiga chuqur kirib boradi. Bu erda birlamchi elektronlar emitentning kristall panjarasining elektronlari bilan to'qnashadi, ularga energiyaning bir qismini beradi, ularni hayajonlantiradi. Qo'zg'algan elektronlarning bir qismi unga chiqariladi tashqi muhit, bu elektronlar ikkinchi darajali.
Ikkilamchi emitentning samaradorligi ikkilamchi elektronlar soni n 2 (yoki oqim I 2) birlamchi elektronlar soni n 1 (yoki oqim I 1) nisbatiga teng bo'lgan ikkilamchi emissiya koeffitsienti s bilan baholanadi.

s = n 2/ n 1= I 2/ I 1

Tranzistor (inglizcha: transfer — koʻchirmoq va rezistor) — elektr tebranishlarni kuchaytirish, generatsiyalash (hosil qilish) va oʻzgartirish uchun moʻljallangan 3 elektrodli yarimoʻtkazgich asbob hamda mikroelektronika qurilmalarining asosiy elementi.

Tranzistorlar tuzilishi, ishlash prinsipi va parametrlariga koʻra 2 ta sinfga ajratiladi — bipolyar va maydoniy (unipolyar) tranzistorlar. Bipolyar tranzistorlarda ikkala turdagi (p-tipli va n-tipli) oʻtkazuvchanlikka ega boʻlgan yarimoʻtkazgichlar ishlatiladi. Bipolyar tranzistor, oʻzaro yaqin joylashgan p-n oʻtish hisobiga ishlaydi va baza-emitter oʻtishi orqali tokni boshqaradi. Maydoniy tranzistorlarda faqat bir turdagi (n-tipli yoki p-tipli) yarimoʻtkazgichlar ishlatiladi. Bunday tranzisorlarning bipolyar tranzistorlardan asosiy farqi shundaki, ular kuchlanishni boshqaradi, tokni emas. Kuchlanishni boshqarish zatvor va istok orasidagi kuchlanishni oʻzgartirish orqali amalga oshiriladi.

Hozirgi kunda analog texnikalar olamida bipolyar tranzistorlar (BT) (xalqaro atama — BJT, Bipolar Junction Transistor) asosiy oʻrinni egallagan. Raqamli texnikalar sohasida esa, aksincha maydoniy tranzistorlar bipolyar tranzistorlarni siqib chiqargan. Oʻtgan asrning 90-yillarida, hozirgi davrda ham elektronikada keng miqyosda qoʻllanilayotgan bipolyar-maydoniy tranzistorlarning gibrid koʻrinishi — IGBT ishlab chiqildi.

1956-yilda tranzistor effektini tadqiq qilgani uchun William Shockley, John Bardeen va Walter Brattain fizika boʻyicha Nobel mukofoti bilan taqdirlanishgan.

1980-yilga kelib, oʻzining kichik oʻlchamlari, barqaror ishlashi, iqtisodiy jihatdan arzonligi hisobiga tranzistorlar elektronika sohasidan elektron lampalarni siqib chiqardi. Shuningdek, kichik kuchlanish va katta toklarda ishlay olish qobiliyati tufayli, elektromagnit rele va mexanik uzib-ulagichlarga ehtiyoj qolmadi.

Elektron sxemalarda tranzistor „VT“ yoki „Q“ harflari bilan hamda joylashgan oʻrniga muvofiq indeks bilan belgilanadi. Masalan, VT15. Rus tilidagi adabiyotlar va hujjatlarda esa XX asrning 70-yillariga qadar „T“, „PP“ (poluprovodnikoviy pribor) yoki „PT“ (poluprovodnikoviy triod) kabi belgilanishlar ham ishlatilgan.

Tranzistorning yaratilishi XX asrning eng muhim voqealaridan biri boʻlib, 1833-yilda ingliz olimi Maykl Faradey yarimoʻtkazgich material — kumush sulfidi bilan oʻtkazgan tajribadan boshlangan yarimoʻtkazgichlar elektronikasi sohasining keskin rivojlanishiga sabab boʻldi.

1874-yil nemis fizigi Karl Ferdinand Braun metall-yarimoʻtkazgich kontaktida bir tomonlama oʻtkazuvchanlik hodisasini aniqladi.

1906-yili injener Grinlif Vitter Pikkard nuqtaviy yarimoʻtkazgichli diod-detektorni ixtiro qildi.

1910-yilda ingliz fizigi Uilyam Ikklz baʼzi bir yarimoʻtkazgichlar elektr tebranishlarini hosil qilishi mumkinligini aniqladi. 1922-yilda esa Oleg Losev, maʼlum kuchlanishlarda manfiy differensial qarshilikka ega boʻlgan diodlarni yaratdi. Ushbu diodlar, keyinchalik, detektorli va geterodinli radiopriyomniklarda qoʻllanildi.

Bu davrning oʻziga xos tomonlaridan biri shunda ediki, u vaqtda yarimoʻtkazgichlar fizikasi hali yetarlicha keng oʻrganilmagan edi. Barcha yutuqlar, asosan, tajribalar tufayli qoʻlga kiritilgandi. Olimlar, kristall ichida qanday fizik hodisalar roʻy berayotganini tushuntirib berishga qiynalishgan. Baʼzida notoʻgʻri xulosalarga ham kelishgan.

Shu bilan birga, 1920-1930-yillarda chet davlatlarda radiotexnika sohasiga elektron lampalar kirib keldi. Bu soha yarimoʻtkazgichlar fizikasiga qaraganda kengroq oʻrganilgan boʻlgani uchun koʻp mutaxassis-radiotexniklar aynan shu sohada ishlagan.. Yarimoʻtkazgichli diodlarga esa moʻrt va „injiq“ qurilmalar sifatida baho berilgan. Oʻsha vaqtlarda yarimoʻtkazgichlarning katta imkoniyatlarini hech kim payqamagan.