1
O’ZBEKISTON RESPUBLIKASI OLIY VA
O’RTA MAXSUS TA’LIMI VAZIRLIGI
Ajiniyoz nomidagi Nukus Davlat pedagogika
institute
Fizika-mehnat fakulteti
Fizikani o’qitish metodikasi kafedrasi
4b-kurs talabasi
Shamuratova Gulrux Ikramovnaning
Mavzu:
“T
ranzistor va diodning ishlash
printsipini o’rganish uslublari
”
Fizikani o’qitish metodikasi
kafedrasiboshlig’i:
f.m.f.d.
A. Kamalov
Ilimiyrahbari:
f.m.f.n.
B. Atashov
Nukus-2018
2
MUNDARIJA
Kirish.................................................................... ............................4
IBob. Yarim o’tkazgichlar to’g’risida asosiy tushinchalar......................................10
1.1 O‘tkazgichlar, dielektriklar va yarim o‘tkazgichlar........................................10
1.2 P -n o‘tishning hosil bo‘lishi……………………………………….………….16
1.3 P-n o‘tishning to‘g‘ri va teskari ulanishlari………………………….………19
1.4 P–n o‘tishning volt – amper xarakteristikasi (VAX)……………………..….22
1.5 P-n o‘tish sig‘imi………………………………………………………….…….23
1.6 P-n o‘tishning teshilish turlari………………………………………………...25
II Bob. Yarim o‘tkazgichli diodlar, ularning tuzilishi va ishlash printsipi ...........26
2.1 Yarim o‘tkazgichli diodlar to‘g‘risida umumiy ma’lumotlar……………….26
2.2 Yarim o‘tkazgichli diodlarning ishlash harorat oralig‘i…………...………..29
2. 3 Yuqori chastotali yarim o‘tkazuvchi diodlar………………………………....32
2.4 Tunel diodlar……………………………………………………...……………34
2.5 Aylantirilgan diodlar va varikaplar .................................................................36
2.6 Fotodiodlar……………………………………………………………...……....37
III Bob. Tranzistorlar, ularning tuzilishi, ishlash printsipi va qo`llanish sohalari.
3.1. Tranzistorlar haqida umumiy ma’lumot………………………………..……38
3.2. Tranzistorlarning statik tavsifi…………………………..……………………44
3.3. Bipolyar tranzistorlarning sxemaga ulanishi…………..…………………….47
3.4 Bipolyar tranzistorning aktiv rejimda ishlashi……………...………………..47
3.5 Bipolyar tranzistor fizik parametrlari………………………..……………….50
3.6 Tranzistorlarni qo‘llanilish sohalari………………………...…………………53
Xulosa………………………………………………………………………….55
Foydalanilgan adabiyotla r…………………………………………… …….57
3
Nukus davlat pedagogika instituti
Fakultet: Fizika-mehnat
Talaba: Shamuratova Gulrux Ikramovna
Ilmiy rahbari: Atashov B.T.
O’quv yili:2017-2018
Malakaviy bitiruv ishi mavzusi: Tranzistor va diodning ishlash printsipini
o’rganish uslublari
Annotatsiya
1.
Mavzuning
dolzarbligi:Hozirgi
vaqtda
adabiyotlarda
o’quv
darsliklarida ,tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish dolzarb
ahamiyatga ega.
2. Ishning maqsadi va vazifalari.Tranzistor va diodning ishlash printsipini
o’rganish qonunlarining asl manosini tushinib yetish.
3. Tadqiqot ob’ekti va predmeti: Tranzistor va diodning ishlash printsipini
o’rganish uslublari, qonunlari haqidagi adabiyotlar va o’quv darsliklari.
4. Tadqiqot uslublari:Adabiyotlardagi ma’lumotlarga sharh yasash va
xulosalar chiqarish.
5. Tadqiqot natijalarining ilmiy yangiligi: Tranzistor va diodning ishlash
printsipini o’rganish o’quvchilarning tushunchasini kengaytiradi.
6. Tadqiqot natijalarini qo’llanilishi:Bu malakviy bitiruv ishi fizika fanini
o’qitishda metodik qo’llanma sifatida qo’llanishi mumkin.
7. Ishning tarkibiy qismlari:Kirish, uchta bobdan, xulosa va foydalangan
adabiyotlardan iborat.
8. Malakaviy bitiruv ishining asosiy natijalari: ishning xulosa qismida
keltirilgan.
Ilmiy rahbari: f.m.f.n. B.T. Atashov
Talaba: G. Shamuratova
4
Kirish
Ilmiy-texnikaning zamonaviy yo’qlanishi elektronikaning rivojlanishi bilan
chambarchas bog’liqdir. Elektronika gaz, qattiq jism, vakuum va boshqa muxitdagi
elementar zaryadlangan zarrachalarga elektromagnit maydon ta`sir natijasida xosil
bo’lgan elektr o’tkazuvchanlikni o’rganish va undan foydalanish masalalari bilan
shug’ullanadigan fan soxasidir. Elektronika yutuqlari natijasi sifatida elektrovakuum
va yarim o’tkazgichli asboblarning turli xil va ijobiy xususiyatlarida namoyon bo’ladi.
Zamonaviy elektornikani o’rganish uchun avvalambor radioelektronika asboblarining
tuzilishi, ishlash printsipi va fizikaviy asoslarini bilib olish kerak. Ushbu malakaviy
bitiruv ishi shu muammolarga bag’ishlanadi. Hozirgi vaqtda elektronika asboblarning
turli xildagi turlarining soni shunchalik ko’pki, ularning xar birini qarab chiqishning
imkoni yo’q.
Elektronika - elektrovakuumli va yarim o‘tkazgichli asboblarni ishlab chiqarish va
hozirgi zamon qurilmalarida ishlatish kabi masalalarni o‘rganadi.
Radiotexnika fanining rivojlanishida XIX asrda fizika sohasida qilingan
ko‘pgina kashfiyotlar juda katta ahamiyatga ega bo‘ldi. Masalan:
- Faradey tomonidan kashf etilgan elektr va magnit maydonlarning o‘zaro
ta’sir hodisalari ya’ni o‘zaro aloqadorligi.
- J.Maksvellning elektromagnit maydon xususiyatlarini ochib beruvchi
tenglamalarini ko‘rsatish mumkin. Bu tenglamalarda elektromagnit to‘lqinlarning
mavjudligi va ular yorug‘lik tezligiga teng bo‘lgan tezlik bilan tarqalishi nazariy
holda keltirilgan edi.
- Maksvell nazariyasi to‘g‘riligini birinchi marta nemis olimi G.Gerts (1886 –
1988 yil) amalda isbotladi. Lekin Gerts elektromagnit to‘lqinlarini amalda hosil
qilsada, ammo ulardan texnikada foydalanib bo‘lmaydi deb hisobladi.
- Mana shu kuchsiz uchqunda kelajak aloqa vositasini ko‘ra olish uchun
tadqiqotchi buyuk olim bo‘lishi zarur edi.
5
Bu ixtiroga rus olimi A.S. Papov 1895 yil 7 may kuni Petrburg rus fizik va
ximiklari jamiyatida o‘zining ixtirosi haqida ma’ruza qildi. Bu ixtirodan bir yil
o‘tgach italyan injeneri Markoni radio aloqa ishlarini amalga oshirib ko‘rsatdi. Eng
oddiy elektron asboblaridan bir vakkumli diodni 1883 yilda Amerkalik T.A.Edison
ixtiro qilgan. U oddiy chug‘lanish tolali elektr lampochkasi ichiga yana bitta elektrod
joylashtirganda ular orasida hosil bo‘lgan tok faqat bir tarafga yo‘nalganligini
kuzatgan.
Dioddan o‘tayotgan tokning elektronlar oqimidan iborat ekanligini J.Tomson
(ingliz) ko‘rsatib bergan.
Birinchi vakuumli 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 qo’yildi.
- 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
6
optik diopazondan axborotni uzatish 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. Televizion ko‘rsatuvlar 1956 yil
5- noyabrdan yo‘lga qo’yildi (1928 yil televizor kashf etilgan. Grabovskiy tomonidan
Toshkentda).
Endi 1-rasmga qaytaylik.
-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 uzatgich 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.
7
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 talluqli
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
(
0
А
) bilan ish ko‘riladi. Bunday kichik o‘lchamdagi narsalarni faqat o‘ta
kattalashtirish qobiliyatiga ega bo‘lgan elektron mikroskoplar yordamidagina ko‘rish
mumkin.
1-rasm, Inson sochi 0,05-0,5 mm (50-500 mkm) Inson ko‘zining
ajrata olish qobiliyati - 0,1 mm
8
2-rasm. Bakteriya 1-5 mkm. (Optik mikroskop - 0,3 mkm)
3-rasm, Viruslar 0,03-0,005 mkm
(Elektron mikroskop 0,005 mkm =5 nm)
4-rasm, Alohida molekula o‘lchami 0,01-0,004 mkm
(Elektron mikroskop 0,005 mkm =5 nm)
9
5-rasm, Atom o‘lchami 1nm (Zondli skanir)
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.
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.
Hozirgi paytda yarimo`tkazgichli diodlar, triodlar, rezistorlar ,
tranzistorlar ishlatilmaydigan asboblarning o`zi mavjud emas. Mazkur
bakalavr bitiruv ishi tranzistor va diodning ishlash printsipini o’rganish
uslublariga bag`ishlangan.
10
I Bob. Yarim o’tkazgichlar to’g’risida asosiy tushunchalar
1.1 O‘tkazgichlar, dielektriklar va yarim o‘tkazgichlar
O‘zlarining elektr o‘tkazuvchanlik xossalariga qarab qattiq jismlar metallarga
(o‘tkazgichlarga), yarim o‘tkazgichlarga va dielektriklar (izolyatorlar)ga bo‘linadi.
Metallar energetik zonalari elektron bilan to‘la band qilinmagan bo‘ladi (6a-
rasm) va ularga tashqaridan kuchsiz elektr maydon ta’sir etsa, elektronlar yuqorida
joylashgan uzluksiz bo‘sh o‘tkazuvchanlik zonalariga o‘tib olib, ma’lum yo‘nalishda
harakat qiladi va elektr toki hosil bo‘ladi. Sababi metallarda valent va o‘tkazuvchanlik
energetik zonalar bir-birlari bilan “chaplashib” uzluksiz zona hosil qilgan bo‘ladi.
Δ E<2eV Δ E>2eV
a) b) v)
6-rasm
Yarim o‘tkazgichlarda esa valent zona elektronlar bilan to‘lgan bo‘lib, agar
elektronlar o‘tkazuvchanlik zonasiga o‘tmasa, ular erkin bo‘lmaydi (6b-rasm). Bu
zona valent zonadan
Δ E~0,1
2eV energetik masofada joylashgan bo‘ladi, unda
Δ E –
taqiqlangan zonaning eni. Agar elektronlar valent zonadan o‘tkazuvchanlik zonaga
o‘tmasalar, tashqi elektr maydon ta’siri bilan tok hosil bo‘lmaydi. Yarim o‘tkazgichda
elektr toki hosil bo‘lishi uchun, ma’lum tashqi faktor (temperatura, yorug‘lik va h.k.)
yordamida elektronlar valent zonadan o‘tkazuvchanlik zonaga o‘tgan bo‘lishi kerak.
Dielektriklarda esa o‘tkazuvchanlik zonasi bilan valent zonasi orasidagi
energetik masofa eng kamida
Δ E=2eB va undan ko‘proq bo‘lib, umuman erkin
elektronlar bo‘lmaydi (6v-rasm).
11
Yarim o‘tkazgichlarga asosan kristall strukturaga ega bo‘lgan juda ko‘p qattiq
jismlar kiradi. Yarim o‘tkazgichlar atomlar (germaniy, kremniy, tellur, selen va h.k.)
shaklida va kimyoviy birlashmalar shaklida (sulfidlar, selenidlar va h.k.) uchraydi.
Elektr tokini yaxshi o‘tkazadigan, ya’ni yuqori elektr o‘tkazuvchanlik
xususiyatiga ega bo‘lgan moddalar o‘tkazgichlar deyiladi. Elektr o‘tkazuvchi
moddalar solishtirma qarshiligining katta kichikligiga qarab elektr tokini yaxshi
o‘tkazadigan elektr o‘tkazgichlar (
ρ =10
-6
10
-4
Om
sm), izolyatorlar (
ρ =10
5
10
18
Om
sm) va yarim o‘tkazgichlar (
ρ =10
-4
10
5
Om
sm)ga bo‘linadi. Metallar,
elektrolitlar va plazmalar elektr o‘tkazuvchidir.
Elektr o‘tkazuvchanligi yuqori bo‘lgan modda yoki jism o‘tkazgich deb ataladi.
O‘tkazgichlar ikki xil bo‘ladi: birinchi tur o‘tkazgichlari va ikkinchi tur o‘tkazgichlari.
Erkin eletronlarni soni nihoyatda ko‘p bo‘lgan mis, alyuminiy kabi materiallar
birinchi tur o‘tkagichlar deb aytiladi.
Amaliyotda keng qo‘llaniladigan o‘tkazgich elektr simi. Bitta yoki bir necha
tomirli simlardan iborat bo‘lgan metall o‘tkazgich elektr simi deyiladi. Tovar sifatida
ishlab chiqarilgan va servis sohasida keng foydalanadigan elektr simlar quyidagi
turlarga bo‘linadi: izolyatsiyalangan, izolyatsiyalanmagan elektr simi; cho‘lg‘ambop
elektr simi; montaj simlari, elektr shnurlari, uzaytirgich (udlinitel) va boshqa turlarga
bo‘linadi.
Elektr simi elektr energiyasini uzatish va taqsimlash, elektr va radio signallarini
uzatish hamda elektr mashinalar, transformatorlar, o‘lchash asboblari va boshqa
asbob-uskunalar cho‘lg‘amlarini tayyorlashda qo‘llaniladi.
Hozirgi zamonda simli aloqa katta ahamiyatga ega. Axborotni sim orqali elektr
signallar vositasida uzatish va qabul qilish simli aloqa deb aytiladi. Simli aloqa elektr
aloqaning bir turi bo‘lib, undan ko‘pincha radioaloqa bilan birga foydalaniladi.
Qattiq jismlar kabi, suyuqliklarning ham dielektrigi, o‘tkazgichi va yarim
o‘tkazgichi bo‘ladi. Dielektriklar jumlasiga distillangan suv, o‘tkazgichlar jumlasiga
12
elektrolitlarning, ya’ni kislota, ishqor va tuzlarning eritmalari kiradi. Suyuq yarim
o‘tkazgichlar jumlasiga, eritilgan selen, eritilgan sulfidlar kiradi.
Moddalarning qisman yoki to‘liq ionlardan tashkil topgan eritmalari yoki
suyultirilgan holatdagi moddalar elektrolitlar yoki ikkinchi tur o‘tkazgichlari deyiladi.
Elektrolit eritmalarining xossalarini o‘rganish bilan tokning yangi kimyoviy
manbalari yaratiladi.
Elektrolitlarning suvdagi eritmalarida yoki aralashmalarida zaryad tashuvchilar
musbat va manfiy zaryadlangan ionlar bo‘lgani uchun elektrolitlar ionli
o‘tkazuvchanlikka ega.
Suyuqliklar elektronli o‘tkazuvchanlikka ham ega bo‘lishi mumkin. Masalan,
suyuq metallar ana shunday o‘tkazuvchanlikka ega.
Elektrolit orqali elektr toki o‘tganda elektrodlarda elektrolit tarkibiy
qismlarining ajralib chiqish jarayoni elektroliz deyiladi.
Texnikada elektroliz turli maqsadlarda keng qo‘llaniladi. Bir metallning sirti
boshqa metallning yupqa qatlami bilan elektrolitik usulda qoplanadi (nikellash,
xromlash, emallash, mis yalatish va h.k.). Bu mustahkam qoplama sirtni zanglashdan
asraydi. Elektroliz yordamida turli buyumlar metall qatlami bilan qoplanadi
(galvanostegiya), shuningdek, kerakli buyumlarning relefi metall nusxalari, masalan
tipografiya klishelari tayyorlanadi (galvanoplastika).
Elektroliz sof metallar, xususan mis olishda keng qo‘llaniladi. Boksitlar
aralashmasidan alyuminiy elektroliz yo‘li bilan olinadi. Xuddi shu usul tufayli
alyuminiy arzon, texnika va turmushda temir bilan bir qatorda eng ko‘p tarqalgan
metall bo‘lib qoldi.
Amaliyotda kimyoviy tok manbai, ya’ni galvanik elementlar, batareyalar va
akkumulyatorlar katta ahamiyatga ega. Ular kimyoviy energiyani o‘zgarmas tok elektr
energiyasiga
aylantirib
beradilar.
Kimyoviy
tok
manbalari
transportda,
radiotexnikada, avtomatik boshqarish sistemalarida keng ko‘lamda qo‘llaniladi.
13
Texnikada va amaliyotda eng ahamiyatli materiallardan biri ham elektr
o‘tkazmaydigan moddalar, dielektriklardir.
Texnikada ishlatiladigan dielektriklar har xil. Ular tabiiy va sun’iy bo‘lishi
mumkin. Ammo ular fizik tuzilishlari jihatidan uch turga ajratiladi: 1) gaz; 2) suyuq;
3) qattiq.
Texnikada ishlatiladigan barcha izolyatsiya materiallari elektr maydoni ta’sirida
ma’lum energiya nobudligiga sabab bo‘ladi. Tabiatda absolyut dielektrik yo‘q.
Dielektrikdan oz bo‘lsa-da, tok o‘tadi, natijada ma’lum energiya issiqlik energiyasiga
aylanadi. Agar dielektriklar o‘zgarmas kuchlanish ta’siri ostida bo‘lsa, unda hosil
bo‘luvchi nobudliklar faqat Lens-Joul qonuniga bog‘liq bo‘ladi.
Dielektrikka o‘zgaruvchan kuchlanish ta’sir etsa, unda qo‘shimcha nobudliklar
ham bo‘ladi. Bunday energiya nobudligi dielektrik gisterezisidir. Bu nobudlik
quyidagi formula bilan aniqlanadi:
2
E
f
k
A
d
(1.1)
bu yerda k – material xususiyatiga bog‘liq bo‘lgan koeffitsiyent; f – o‘zgaruvchan tok
chastotasi; E – elektr maydonining kuchlanganligi.
(1.1) formulasi bo‘yicha dielektrik gisterezis nobudligi chastota oshgan sari
ko‘payadi. Yuqori chastotali o‘zgaruvchan kuchlanishlarda, dielektrik isitish texnikasi
va boshqalarda uning hosil qiladigan nobudliklari juda katta ahamiyatga ega bo‘ladi.
Elektr energiyasi hosil qilish, yuborish va iste’mol etishda elektr o‘tkazuvchi
qismlar orqali o‘tgan tok tarqalib ketmasligi uchun o‘tkazgichlar bir-biridan maxsus
materiallar vositasida ajratiladi. Bular elektr izolyatsion materiallar deb ataladi.
Elektr izolyatsion materiallar qanday kuchlanishlarga bardosh berishiga qarab
yuqori kuchlanish texnikasi va past kuchlanish texnikasi materiallariga bo‘linadi.
Yuqori kuchlanish texnikasi materiallarining elektr pishiqligi yuqori, elektr
nobudligi va elektr o‘tkazuvchanligi oz, namga chidamli bo‘lishi shart va ularda elektr
nobudligi mumkin qadar kam bo‘lishi lozim.
14
Past kuchlanishli texnikasida ishlatiladigan materiallarga turlicha talablar
qo‘yiladi. Eng asosiy talablaridan biri shuki, vaqt o‘tishi bilan ularning xossalari
o‘zgarmasligi lozim. Shuningdek, ular eskirmasligi lozim.
Amaliyotda
tovar
sifatida
qo‘llaniladigan
izolyatsion
materiallar
klassifikatsiyasini ko‘rib chiqamiz.
1) Organik elektr izolyatsion materiallar.
Uglerod birikmalaridan tuzilgan moddalar izolyatsion material ravishda ko‘p
ishlatiladi. Bunday organik dielektriklar suyuq, yopishqoq, mumsimon, qattiq bo‘lishi
mumkin.
Suyuq izolyatsion materiallar uch xil bo‘ladi: neft moyi; sintetik suyuqliklar;
o‘simlik moylari.
Neft moylaridan keng iste’mol etiladigan – transformotor moyidir. Kabel va
kondensator sanoatida ishlatiladigan neft moylari kabel va kondensator moyi deb
aytiladi.
Texnikada ishlatiladigan mumsimon dielektriklar oson eriydigan moddalardan
iborat. Ular uncha pishiq bo‘lmasa ham namlikka yaxshi chidaydi. Asalari mumi,
o‘simlik mumi, mumsimon moddalar shular jumlasidandir. Ular turli materiallarga
shimdirish va mumlash uchun ishlatiladi.
Tabiiy va sintetik smolalar ham dielektriklardir. Tabiiy smolalar ba’zi hayvon
yoki o‘simliklardan olinadi (shellak, kanifol, kopal). Polietilen, polistirol, organik
shisha – sintetik smolalardir.
Organik materiallardan yog‘och (tabiiy material), qog‘oz, karton, fibra va turli
gazmollar (tekistil materiallar) tovar sifatida ishlab chiqarib ko‘p ishlatiladi.
Texnikada va xalq xo‘jaligining turli tarmoqlarida plastik massalar
(plastmassalar, plastiklar) keng ishlatiladi. Ular tashqi ta’sir ostida qolip shaklini
olishi mumkin. Natijada juda ham murakkab shakldagi buyumlarni presslab
tayyorlasa bo‘ladi.
15
Texnikada va turmushda kauchuk va unga yaqin moddalardan ishlangan
materiallar ko‘p tarqalgan. Bu materiallar juda ham elastik bo‘ladi.
Amaliyotda tovar sifatida ishlab chiqarilgan elektr izolyatsion materiallar –
kabellar. Havo kirmaydigan – chiqmaydigan qilib izolyatsiyalangan bir yoki bir necha
sim eshimi kabel deb ataladi. Kabellar elektr energiyasi uzatiladigan kuch kabeli,
aloqa kabeli va radiochastota kabeli kabi turlarga bo‘linib, ular yer yoki suv ostidan
elektr, telefon yoki telegraf liniyalarini o‘tkazish uchun ishlatiladi.
Telefon orqali so‘zlashuvlarni, telegrammalarni, fototasvirlarni va boshqa
axborotlarni uzatishga mo‘ljallangan kabel, aloqa kabeli deyiladi.
Aholi zich joylashgan joylarda, sanoat korxonalari territoriyalarida elektr
uzatish liniyalari yer ostidan o‘tkaziladi. Bu maqsadda kabellardan foydalaniladi.
Solishtirma elektr qarshiligi metallarnikiga nisbatan katta, dielektriklarnikiga
nisbatan kichik bo‘lgan moddalar yarim o‘tkazgichlar deyiladi. Yarim o‘tkazgichning
yadro bilan kuchsiziroq bog‘langan elektronlari tashqi temperatura, yorug‘lik yoki
elektr maydon ta’sirida yadrodan uzoqlashib, erkin elektronlarga aylanishi mumkin.
Agar kristall holdagi yarim o‘tkazgichga boshqa valentli element qo‘shilib, uning
kovalent bog‘lanishi buzilsa, masalan to‘rt valentli germaniy kristaliga besh valentli
surma kiritilsa, ikkala elementning to‘rt juft valentli elektronlaridan kovalent
bog‘lanishlar hosil bo‘lib, surmaning yadro bilan kuchsiz bog‘langan beshinchi
elektroni erkin holatga o‘tadi.
a) b)
Ge
Ge
Ge
Ge
Sb
In
Ge
Ge
Ge
Ge
7-rasm
16
Natijada elektron o‘tkazuvchanlik paydo bo‘ladi. Biror elementga qo‘shilganda
erkin elektronlar hosil qiluvchi element, masalan, surma donor deyiladi, donor
qo‘shilgan element esa, n – tipli yarim o‘tkazgich deyiladi (7a-rasm). Endi, masalan,
germaniyga oz miqdorda uch valentli element – indiy kiritaylik. Indiyning har bir
atomi o‘zining tashqi elektronlari bilan, germaniyning uchta qo‘shni atomlari bilan
mustahkam bog‘lanadi. Germaniyning to‘rtinchi atomi bilan bog‘lanish mustahkam
bo‘lmaydi, chunki indiyda to‘rtinchi tashqi elektron yo‘q (7b-rasm). Shuning uchun
kiritilgan indiyning har bir atomi yarim o‘tkazgichda bittadan teshik hosil qiladi.
Natijada germaniy teshiklar bilan boyiydi. Unda aralashmali teshikli o‘tkazuvchanlik
asosiy bo‘lib qoladi. Biror elementga qo‘shilganda teshik o‘tkazuvchanligi hosil
qiluvchi element, masalan indiy akseptor deyiladi, akseptor qo‘shilgan element esa, p
– tipli yarim o‘tkazgich deyiladi. Agar germaniy, kremniy, selen kabi yarim
o‘tkazgich kristalining bir tomoniga donorli, ikkinchi tomoniga akseptorli element
kiritilsa ventil xususiyatiga ega bo‘lgan p – n tipli yarim o‘tkazgich hosil bo‘ladi.
Bunday yarim o‘tkazgich tok manbaiga to‘g‘ri sxemada ulansa, p-n o‘tish qarshiligi
juda kichik, teskari ulanganida esa, juda katta bo‘ladi. Yarim o‘tkazgichning bu
muhim xususiyatidan elektrotexnika, elektronika va avtomatikada keng foydalaniladi.
2ev>
Do'stlaringiz bilan baham: |