Fizika-matematika

O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI

OLIY VA O’RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGI
FARG’ONA DAVLAT UNIVERSITETI
“FIZIKA-MATEMATIKA” FAKULTETI
“FIZIKA” KAFEDRASI

“Fizika(yo’nalishlar bo’yicha)” yo’nalishini magistri O’ktamova Madinaning

“Yarim o’tkazgichlarda fotoelektrik xodisalar”
fanidan

“Zamonaviy fototranzistorlarturlari vazifalari va parametrlari”

mavzusidagi

K U R S I Sh I

Rahbar: __________________ ____________________________

Lavozimi (F.I.O)

Farg’ona - 2021


MUNDARIJA

KIRISH.
1.Tranzistorlarda fotoeffekt
2 Maydoniy tranzistorning tuzilishi
3 Qurilma va ishlash printsipi
4 Fotodiodlarning turlari
5. ventil fotoelement rejimi
Foydalanilgan adabiyotlar ro’yxati.

KIRISH

Zamonaviy elektronika sohasi jahon fani va texnikasida salmoqli o‘rinni egallaydi. Ular asosida ishlab chiqarilayottan asboblar va qurilmalar miqdori tez ko‘payib, ularning turli soxalarga tatbiqi kengayib bormoqda. Xozir zamonaviy elektronika elementlari qo‘llanilmayotgan insoniyat faoliyati soxalarini aloxida ko‘rsatish qiyin — ular avtomatikada, telemexanikada, radioelektronikada, elektron-xisoblash texnikasida va boshqa qator soxalarda keng ishlatilayotir.

Quyosh energiyasini elektr energiyasiga aylantirishdek muxim dunyoviy muammoni echishda ham elektronika elementlarining axamiyati juda kattadir. Xozirda unumli foydalanilayotgan fotoelementlar, jumladan, quyosh batareyalari va kichik energetikaga mansub boshqa elementlarni takomillashtirishdan tashqari, yarimo‘tkazgichlarga asoslangan katta energetika — ancha qudratli quyosh elektrstansiyalarini yaratish loyixalari xam o‘rtaga tashlanmoqda, zero quyosh energiyasidan foydalanish inson va tabiatga ziyon keltirmaydi.

So‘nggi yillarda O‘zbekistonda elektronika sanoati rivojlana borishi bilan birgalikda bu soxadagi ilmiy tadqiqot ishlari xam avj olib bormoqda. SHu tufayli yarimo‘tkazgichlar fizikasi va yarimo‘tkazgichlar asosida tayyorlanadigan asboblar, qurilmalar va mikrosxemalar hamda mikroelektronika elementlari bo‘yicha yuqori ixtisosli mutaxassislarni etishtirishga extiyoj katta. Ana shunday kasbni egallashga intilayotgan yoshlar safi tobora kengayib bormokda. Bu talabni qondirish maqsadida O‘zbekistonning deyarli barcha oliy o‘quv yurtlarida mazkur soxa bo‘yicha mutaxassislar tayyorlanmoqda.

Binobarin, bu ishni muvaffaqiyatli bajara borish uchun o‘quv va ilmiy laboratoriyalar zaminidan tashqari yana yarimo‘tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasi xamda uning muxim bo‘limlari asoslari bayon qilingan darsliklar, qo‘llanmalarni atroflicha o‘rganish va tahlil qilish juda zarurdir.

Amaliy tadqiqotlar esa optimal parametrga ega bo‘lgan fotoelektrik qurilmalarning konstruksiyalarini loyihalash, tayyorlash, ular xususiyatlarini o‘rganish, fotoelement va fotoelektrik qurilmalar texnologiyasini ishlab chiqish va ular asosida har xil konstruksiyali, turli sharoitda ishlaydigan, har xil quvvatli iste’molchilarga mo‘ljallangan elektronika asoslaridagi elektr manbalari tizimini ishlab chiqarishni amalga oshirishga bag‘ishlanadi.

Zamonaviy elektronika elementlari xaqida so‘z yuritishdan oldin ularning asosiy qismini tashkil etgan moddalarning tuzilishi va ularning fizik xossalari to‘g‘risida eng zarur ma’lumotlarni bilishimiz kerak. Bu ma’lumotlar yarim o‘tkazgichlar va qattiq jismlar fizikasiga bag‘ishlangan ko‘pgina adabiyotlarda batafsil tavsiflangan. Biz ushbu bitiruv malakaviy ishimizda ularni qisqacha ta’kidlab o‘tamiz. Xozirgi zamonda ilmiy texnik taraqqiyotni elektronikasiz tasavvur qilib bo‘lmaydi. Xozirgi elektronikaning beshinchi mukammal avlodini yaratish yangi xilma – xil yarim o‘tkazgichli elektronika asboblari va integral mikrosxemalarning yaratilishini va ularni xisoblash texnikasida, avtomatikada, radiotexnikada, o‘lchash texnikasida, televideniyada, biologiyada, quyosh batareyalarida va golagrammali yozuvlarda xamda boshqa sohalarda qo‘llashdan iborat.

Agar tarixga nazar tashlansa, nuqtaviy diodlar yoki kristall dedektorlar ko‘rinishidagi yarim o‘tkazgichli asboblar ancha ilgari qo‘llanilgan. Masalan, metallar bilan sulfit birikmalar kontakini to‘g‘irlash xossalari 1874 yilda aniqlangan. Unda nuqtaviy kontaktdan tok o‘tayotganda kremniy karbidining yorug‘lanishi kuzatilgan va yuqori takroriylikli elektromagnit tebranishlarni paydo qilish va kuchaytirish amalga oshirilgan. Ikkinchi jaxon urushi vaqtida yuqori takroriylikli va o‘ta yuqori takroriylilikli germaniy va kremniy nuqtaviy diodlari ishlab chiqildi, issiqlik energiyasini bevosita elektrik energiyaga aylantirib beradigan yarim o‘tkazgichli termoelektrik generatorlar tayyorlandi. 1948 yilda amerika olimlari J.Bardin, V.Bratteyn va V. SHokli nuqtaviy tranzistorlarni yaratdi. V.SHoklining r-n o‘tishi nazariyasi yarim o‘tkazgichlar elektornikasi rivojining yangi bosqichini boshlab berdi. 50- yillarda ikki qutbli tranzistorlarning xar xillari, tristorlar, katta quvvatli to‘g‘irlagich diodlar, fotodiodlar, fototranzistorlar, fotoelementlar, tunelli diodlar va boshqa dastlabki elektronika elementlari yaratila boshlandi. 1960 – yillarga kelib integral sxemalar ishlab chiqarish boshlandi. 1967 yilda J.I.Alferov rahbarligida xossalari mukammallikka yaqin bo‘lgan geteroo‘tishlar xosil qilindi va bular asosida xozirgi vaqtda kunlik extiyojda foydalanilayotgan uyali aloqa vositalari va boshqalarni aytishimiz mumkin. Bu geteroo‘tishlar asosida lazerlar tayyorlandi. O‘zining xossalarining mukammalligi va qo‘llanilayotgan sohalarining kengligi bilan yarim o‘tkazgichli materiallar jumladan pe’zoelektrik (yorug‘lik ta’sirida bo‘ladigan xajmiy o‘zgarishlar) xususiyatiga ega bo‘lgan yarim o‘tkazgichlarni xosil qilish texnologiyasi va ularning fizik xossalarini o‘rganish shu kunning dolzarb muammolaridan biridir. Bachamizga ma’lumki 2020 yil 29- dekabr kuni davlatimiz raxbari tomonidan Oliy Majlisga Murojatnoma yo’llandi. Ushbu Murojat 2021 –yilni nomlash bilan boshlandi. 2021-yil “Yoshlarni qo’llab quvvatlash va aholi salomatligini mustahkamlash yili “ deb belgilandi.

Ushbu murojatnoma asosidaqator sohalarda o’zgartirish kiritish tashabusini kiritdi. Jumladan iqtisodiyot sohasida yoshlarni biznes loyixalarinini kreditlash , kasb xunarga o’qitish uchun bir trillion som va 550 ming dollar ajratildi. Oilaviy tadbirkorlik dasturlari uchun olti trillion som imtiyozli kreditlar ajratiladi. Tadbirkorlik kodeksi ishlab chiqiladi. Ta’lim sohasida Maktabgacha ta’lim qamrovi 65% 2023-yilgacha 75% gacha yetkaziladi. Bog’chalar qurilishiga 600milliard subsidiyalar ajratiladi. 2000 ta xususiy bog’cha qurilishi rivojlantiriladi. 30 ta yangi maktab,quriladi.320 ta maktab qayta ta’mitlanadi. Mamlakatimiz tarixda birinchi marta Birlashgan Millatlar Tashkilotining xuquqlari boyicha kengashga a’zo etib saylandi prezidentimiz “ Yangi O’zbekistonni maktab ostonasidan, ta’lim tarbiya tizimidanboshlanadi “ degan g’oyani ilgari surdi. Birinchidan yosh avlodga bog’cha maktab va oliygohda sifatli ta’lim tarbiya berishdan boshlaylik dedi. Agar tarixga nazar tashlasak dunyodagi barcha kashfiyot va texnologiyalarniyaratishda fizikadek fan fundamental asos bo’lganini ko’ramiz. Fizika qonunlarini chuqur egallamasdan turib , mashinasozlik, elektrotexnika suv va energiyani tejaydigan texnologiyalar kabi bugun zamon talab qilayotgan sohalardanatijaga erishib bo’lmaydi. Bunday o’tkir talabga amal qilib kelgusi yilda fizika va chet tillarini ustuvor yo’nalish belgilab berdilar.fizka bo’ycha Axmad Farg’oniy nomidagi xalqaro fan olimpiadasi tashkil etiladi.

Fizika yo’naliushida ilmiy izlanishlar ko’lami va sifatini oshirish yosh olimlarga zarur shart –sharoit yaratish bo’yicha chora tadbirlar amalga oshiriladi.

Yuqoridagi ustuvor yo’nalishlarni o’rganib chiqar ekanman men fizika oshasidagi qator muammolar qlashib yorganini fizika fani maktablarda qiyin va keraksiz fan sifatida qaralayotganini bilgan holda maktablarda fizikani o’qitishga yangicha yondashish kerak degan fikrga qo’shilaman o’quvchilarga fizikaning qiziqarli tomonlarini ochib berish va ulrga fizika fani

Fotodiodlar yorug'likka sezgir yarimo'tkazgich elementidir, Yoritish qanchalik baland bo'lsa, teskari oqim shunchalik katta bo'ladi Agar yarimo'tkazgich qorong'ida bo'lsa, unda uning xususiyatlari an'anaviy diyotga o'xshaydi.

Fotodiodlar ishlash rejimiga ko'ra bo'linadi.

Fotosurat generatori rejimi

Elektr ta'minotisiz amalga oshiriladi Spektral. Yorug'lik to'lqin uzunligining fototokga ta'sirini tavsiflaydi Vaqt konstantasi - bu oqim xiralashgan yoki yoritilgan yorug'likning belgilangan qiymatidan 63% ga ko'payishiga javob beradigan davr.

p-i-n-fotodiodlar detektor, aralashtirish, parametrik, cheklash, ko'paytirish, sozlash va boshqalarga bo'linadi. Optoelektronik integral mikrosxemalar. Yarimo'tkazgichlar optik aloqani ta'minlaydi, bu esa funktsional aloqani saqlab, quvvatni va boshqaruv zanjirlarini samarali ravishda ajratilishini kafolatlaydi. Ko'p elementli fotodetektorlar - skanistorlar, yorug'likka sezgir moslamalar, fotodiodli massivlar. Optoelektrik element nafaqat ob'ektning yorqinligini va uning vaqt o'zgarishini sezishi, balki to'liq vizual tasvirni yaratishga qodir. Boshqa foydalanish sohalari: optik tolali liniyalar, lazerli masofani aniqlash moslamalari, pozitron emissiya tomografiyasi qurilmalari.

Afzalliklari: 1) i-mintaqaning kengligini o'zgartirib, spektrning uzun to'lqinli qismida sezgirlikni ta'minlash mumkin. 2) yuqori sezuvchanlik va tezlik 3) past ishlaydigan kuchlanish Ishlayotgan kamchiliklar: i-mintaqaning yuqori tozaligini olish qiyinligi.

Fotodiodlar ko'plab optoelektronik qurilmalarning asosiy qismidir.

Integratsiyalashgan mikrosxemalar (optoelektronik)

Fotodiod muhim ish tezligiga ega bo'lishi mumkin, ammo hozirgi kuchaytirish koeffitsienti birlikdan ortiq emas. Optik ulanish tufayli mikrosxemalar muhim afzalliklarga ega

Xozirgi kunga kelib fotodiod sohalari juda kengayib ushbu kichik qurilma ishlamayigan texnikani topa olmaymiz .

. Tranzistorlarda fotoeffekt

Fototranzistorlarning turli xillari ishlab chiqilgan; p-n o’tishli biqutbiy, sho’ttki turdagi, geteroo’tishlifotoranzistorlar, MDYa lifototranzistor va boshqalar. Ularning ishlashi turli effektlarga asoslangan yani Fototokning kuchayishi ham turli mexanizmlarga bog’langandir. P-n-p biqutbiy tranzistorlarda fototokning ishchi kuchaytirgichi hodisasi quydagicha; biqutbiy tranzistorda 2ta p-n o’tish bor. Fototranzistorni fotodiod va tranzistordan tashkil topgan. Baza kollektor o’tishning yoritilgan qismi ffotodiod bo’ladi, strukturani emitter ostida joylashgan qismi esa transistor bo’ladi. Bir elektodni (chiqishini) erkin qildirib ularni ulashning uchta erkin kolektorli, erkin emiterli va erkin bazali ulashusullari bor.bulardan ikkitasi p-n o’tishning diod rejimida ulash sxemasidan farq qilmaydi. Fototokning yoki fotosezgirlikning qiymatlari sxemaning ulash usuliga tokli uzatish koefitsientiga va fototranzistorning qaysi qismi yoritilishiga bog’liq bo’ladi.


B

B

hv

hv

E

K

B

a)

b)

g)

V)