Ish yuzasidan xisobot:
Ishning maqsadidan kelib chiqib, ishni bajarish tartibi bosqichlari asosida
qisqacha yozma axborot tayyorlang. To’liq qarshilik yordamida solishtirma
qarshilikni aniqlash metodi va olingan natijalarning fizik mohiyatini tushuntirib
bering.
Nazorat savollari:
1. Yupqa plastinalari, ularning geometrik parametrlarini aytib bering?
2. Yarimo’tkazgichning to’la qarshiligi deganda nimani tushunasiz?
3. To’la qarshilik solishtirma qarshilik bilan qanday bog’langan?
4. Qanday usullarda yupqa plastinalarga kontaktlar hosil qilish mumkin?
5. Kontaktlar orasidagi masofa bilan namuna qalinligi qanday farqlanadi?
6. O’lchov qurilmalarini aytib bering?
7. Ishni bajarish tartibini tushuntiring?
8. Solishtirma qarshilikni aniqlashning qanday usullari mavjud?
2.1.2-laboratoriya ishi
Brusok shaklidagi yarimo’tkazgichlarning to’la qarshiligi hamda
solishtirma qarshilikni aniqlash
Ishning maqsadi: Brusok shaklidagi yarimo’tkazgichning to’la va
solishtirma qarshiligini aniqlash usullarini o’rganish. O’zgaruvchan tok manbai
berilganda yarimo’tkazgichlarning qizishi va nurlanish hodisalari, zaryad
ko’chish jarayonlarini o’rganish.
Kerakli asbob – uskuna va jihozlar: Brusok shaklidagi yarimo’tkazgich
namunasi, chizg’ich, ampermetr, voltmetr, o’zgaruvchan tok manbai,
qarshiliklar magazini, namunadan chiquvchi infraqizil nurlarni berkituvchi
15
shtorka, TEM-5 rusumli fotodatchik, termopara, filtirlar uchun tuynuk va
boshqalar.
Ishni bajarish tartibi:
1. 2.1.2 – rasmda keltirilgan sxemani yig’ing. Sxemaning ishga yaroqligini
loborant yoki o’qituvchi yordamida tekshiring.
2.1.2 – rasm. VAX usuli yordamida yarimo’tkazgich to’la qarshiligi hamda
solishtirma qarshiligini o’lchash qurilmasining elektrik sxemasi.
1 – namuna, 2 – namunadan chiquvchi infraqizil nurlarni berkituvchi shtorka,
3 – TEM-5 rusumli fotodatchik, 4 – termopara, 5 – filtirlar uchun tuynuk,
6 – millivoltmetr, 7 - o’zgaruvchan tok manbai (avtotransformator),
A – ampermetr, V1 va V2 – voltmeterlar, K - kalit.
2. Yarimo’tkazgich namunasining geometrik parametrlarini aniqlang.
Buning uchun chizg’ich yordamida namuna qalinligi (d), eni (a) hamda uzunligi
yoki kontaktlar orasi (b) o’lchamini aniqlang. Namuna ko’ndalang kesim yuzasi
(S=d*a)ni hisoblang so’ngra, S va b larni 2.1.2-jadvalga yozing. So’ngra
namunani qurilmaga o’rnating.
3. O’lchash qurilmasini manbaga ulang. Manbadan berilgan V1
kuchlanishni hamda I tok va V2 kuchlanish ko’rsatkichini 2.1.2-jadvalga
16
yozing. Avtotransformator yordamida namunaga berilgan yuklamani sekin-
astalik bilan ortiring. Izoh; a) bu jarayonda namunaning qizishi kuzatiladi. Uni
termopara yordamida nazorat qilib boring. b) Tajriba ishini loborant yoki
o’qituvchi yordamida davom ettiring. Qizish temperaturasining har 25
C
oraliqlarida V1, I hamda V2 qiymatlarini jadvalga kiritib boring. Bu
temperaturadan kichik hollarda I va V2 ko’rsatkichlarida birdan o’zgarish (bu
parametrlarning ortishi yoki kamayishi) kuzatilsa darhol o’qituvchiga ayting.
Chunki, bunday o’zgarishlar yarimo’tkazgichlar fizikasidagi noma’lum
qonuniyatlarga bo’gliq bo’lishi mumkin.
2.1.2-jadval
b,
(sm)
S=d
a,
(sm
2
)
V1,
(V)
I, (A) U, (V) R
to’la
,
(Om)
,
(Om
sm)
n
,
(mkm)
Izoh
4. Namuna qizishi jarayonida nurlanish hodisasi kuzatiladi. Fotodatchik
yordamida nurlanish to’lqin uzunligi (
n
)ni nazorat qilib boring, aniqlanggan
qiymatlarni jadvalga kiritib boring.
5. Aniqlangan natijalar yordamida to’la qarshilik R
to’la
ni (2.1.3) so’ngra
unga mos holda solishtirma qarshilikni (2.1.4) aniqlang.
(2.1.3)
(2.1.4)
Natijalarni jadvalga yozing.
6.
ning o’rtacha qiymatini aniqlang. Unga mos holda (2.1.4)
ifodadan
ni qayta hisoblang so’ngra, uning aniqlangan qiymatini jadvaldagi
qiymatlari bilan solishtiring.
va
larning namuna temperaturasiga
bog’liqlik grafigini chizing. Bog’liqlikning fizik mohiyatini tushuntiring.
6. A va V2 yordamida VAXni chizing. O’zgaruvchan tok manbai
berilganda zaryad ko’chish jarayonlarni VAX, to’la va solishtirma qarshilikka
bog’liqligini fizik mohiyatini tushuntiring.
7. Namuna nurlanishi
n
ning temperaturaga bog’liqligi grafigini chizing.
Nurlanish hodisasining fizik mohiyatini tushuntiring.
17
Ish yuzasidan xisobot:
Ishning maqsadidan kelib chiqib, ishni bajarish tartibi bosqichlari asosida
qisqacha yozma axborot tayyorlang. Olingan natijalarni oldingi laboratoriyada
olingan natijalar bilan taqqoslang. Ishning 5-7 bosqichlarida olingan natijalar
hamda ularning fizik mohiyatini tushuntirishga oid mulohaza va takliflaringizni
bildiring.
Nazorat savollari:
1. Ishni bajarish tartibini tushuntiring?
2. O’zgarmas va o’zgaruvchan tok manbalari qanday farq qiladi?
3. Brusok shaklidagi namunaga qanday usulda kontakt hosil qilinadi?
4. VAX deganda nimani tushunasiz?
5. Brusokning qizishini tushuntirib bering?
6. Nurlanish deganda nimani tushunasiz?
7. Nurlanish hodisasini qanday aniqlash mumkin?
8. Avtotransformatorning ishlashini tushuntiring?
9. Fotodatchik qanday asbob? Undan qanday maqsadlarda foydalaniladi?
10. Qattiq jism temperaturasi qanday asbob yordamida aniqlanadi?
18
2.2. Solishtirma qarshilikni o’lchashning bir zondli usuli
Bir zondli usulda solishtirma qarshilikni o’lchash qurilmasining sxemasini
2.2.1-rasmda keltirilganday tasavvur qilish mumkin. U tuzilishi jihatidan ikki
chetki sohalarida omik (K1 va K2) kontaktlar hosil qilingan yarimo’tkazgich
namunasi, tok manbai (M), tok kuchini o’lchash uchun mo’ljallangan
ampermetr (A), namuna sirtiga qo’yilgan zond (3), K1 kontakt va zondda hosil
bo’lgan kuchlanishni aniqlashga mo’ljallangan milli voltmetr (mV) hamda
qurilmani manbaga ulash kaliti (K)dan iborat.
2.2.1-rasm. Bir zondli usulda solishtirma qarshilikni o’lchash qurilmasining
soddalashtirilgan sxemasi
O’lchash jarayoni namuna sirtiga qo’yilgan zondning x1 va x2 holatlariga
mos holda aniqlanadi. Bunda, zondning x1 va x2 holatlari va K1 o’rtasidagi
kuchlanish tushishi kuzatiladi. Bunga bog’liq holda solishtirma qarshilikni
quyidagicha aniqlash mumkin.
Bu yerda S – namunaning ko’ndalang kesim yuzasi.
Ta’kidlash jozki, yarimo’tkazgich bir jinsli va kontaktlar omik bo’lganda
kuchlanish chiziqli (1-chziq), yarimo’tkazgich bir jinsli bo’lmagan va omik
bo’lmasa kuchlanish sakragan yoki nochiziqli (2-egri chziq) tarzda o’zgaradi
19
(2.2.2-rasm). Ko’rib o’tilgan sxemani bir jinsli yarimo’tkazgichlarni
o’rganishda qo’llash mumkin.
2.2.2-rasm.
2.2.1-laboratoriya ishi
Bir zondli metod yordamida solishtirma qarshilikni aniqlash
Ishning maqsadi: Bir zondli metod yordamida yarimo’tkazgichlarning
solishtirma qarshiligini aniqlash usullarini o’rganish. Kuchlanishning
o’zgarishini namuna sirtidagi zond holatiga bog’liqligini hamda
yarimo’tkazgichdagi zaryad ko’chish jarayonlarini o’rganish.
Kerakli asbob – uskuna va jihozlar: Yarimo’tkazgich namunasi,
ampermetr, voltmetr, tok manbai, qarshiliklar magazini va boshqalar.
Ishni bajarish tartibi:
1. 2.2.3-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing. Sxemaning ishga yaroqligini
loborant yoki o’qituvchi yordamida tekshiring.
2. Namunaning geometrik parametrlarini aniqlang. Namuna uzunligi K1 va
K2 kontaklar orasidagi masofani hamda ko’ndalang kesim yuzasi (S)
o’lchamini aniqlab, 2.2.1-jadvalga yozing. So’ngra namuna tutqichga o’rnating.
20
2.2.1-jadval
K1÷K2
(sm)
S=a
b,
(sm
2
)
d,
(sm)
R
mag
,
(Om)
I, (A)
U,
(V)
,
(Om
sm)
o’rt
,
(Om
sm)
Izoh
2.2.3-rasm. Bir zondli usul yordamida solishtirma qarshilikni o’lchash
qurilmasining soddalashtirilgan sxemasi.
K1 va K2 omik kontaktlar, A – ampermetr, mV – millivoltmetr,
K – kalit, M – tok manbai, R – qarshiliklar magazini.
3. O’lchash qurilmasini manbaga ulang. Qo’zg’aluvchan zondni namuna
sirtiga (d=K1÷a masofaga) joylashtiring. I tok va U kuchlanish ko’rsatkichini
aniqlang. Bunda qarshiliklar magazini R
mag
=0 bo’ladi. Qarshiliklar magazini
(R
mag
) yordamida namunaga berilgan yuklamani o’zgartiring. Har bir
o’zgarishdagi R
mag
, I va U larning qiymatlarini aniqlab jadvalga yozing.
Qo’zg’aluvchan zond holatini namunaning ikkinchi chetki sohasigacha bo’lgan
oraliqlarda o’zgartirib, I va U larning qiymatlarini qayta aniqlang va jadvalga
yozing. Qo’zg’aluvchan zond holatlari 3 tadan kam bo’lmasin.
21
4. Jadvalda aniqlangan natijalar yordamida solishtirma qarshilikni
aniqlang.
(2.2.1)
Natijalarni jadvalga yozing.
5.
o’rt
aniqlang so’ngra, uni jadvaldagi qiymatlar bilan solishtiring. Kelib
chiqqan tafovut bo’yicha fikringizni bildiring.
Ish yuzasidan xisobot:
Ishning maqsadidan kelib chiqib, ishni bajarish tartibi bosqichlari asosida
qisqacha yozma axborot tayyorlang. Bir zond yordamida solishtirma qarshilikni
aniqlash metodi va olingan natijalarning fizik mohiyatini tushuntiring.
Nazorat savollari:
1. O’lchov qurilmalarini ayting?
2. Bir zondli metod bilan to’la qarshilik yordamida solishtirma qarshilikni
aniqlash metodlari o’rtasida qanday o’hshashlik bor?
3. Zond o’zgarganda tok kuchi o’zgaradimi yoki kuchlanishnimi?
4. Kuchlanish tushushi deganda nimani tushunasiz?
5. Qarshiliklar magazinining o’zgarishi nimaga olib keladi?
22
2.3. Solishtirma qarshilikni o’lchashning ikki zondli usuli
Ikki zondli usulning oldingi ko’rib o’tilgan usullardan farqi shundaki,
namunadagi kuchlanish tushuvi ikki zond yordamida aniqlanadi. Ya’ni
kuchlanish tushuvini aniqlash uchun omik kontaktlar hosil qilish shart emas.
Aniqlanayotgan solishtirma qarshilikka omik kontaktlar qarshiligi ta’siri
bo’lmaydi. Omik kontaktlar qarshiligi katta bo’lishi solishtirma qarshilik
haqiqiy qiymatining ortishiga olib keladi. Shu sababdan ikki zondli metod
bunday muammolarni hal qilishda qulay hisoblanadi.
Ikki zondli metod yordamida solishtirma qarshilikni aniqlash o’lchash
qurilmasi sxemasini 2.3.1-rasmda keltirilgan. U tuzilishi jihatidan tok manbai
(M), tok kuchini o’lchash uchun mo’ljallangan ampermetr (A), ikki chetki
sohalarida omik (K1 va K2) kontaktlar hosil qilingan yarimo’tkazgich
namunasi, uning sirtiga qo’yilgan ikki zond (3) hamda zondlardagi kuchlanishni
aniqlashga mo’ljallangan milli voltmetr (mV)dan iborat.
2.3.1-rasm. Ikki zondli usul yordamida solishtirma qarshilikni o’lchash
qurilmasining soddalashtirilgan sxemasi
O’lchash jarayoni namunaning sirtiga qo’yilgan zondlar orqali amalga
oshiriladi. Ampermatr yordamida namunaga berilgan tok kuchi, zondlar
K2
I
mV
3
A
M
K2
23
yordamida esa kuchlanishning tushuvi nazorat qilinadi. Zondlar orasidagi
kuchlanish quyidagicha aniqlanadi.
Bu yerda, R – zondlar orasidagi namuna qarshiligi, S – namuna ko’ndalang
kesim yuzasi, l – zondlar orasidagi masofa.
2.3.1-laboratoriya ishi
Ikki zondli usul yordamida solishtirma qarshilikni aniqlash
Ishning maqsadi: Ikki zondli usul yordamida yarimo’tkazgich solishtirma
qarshiligini aniqlash usulini o’rganish.
Kerakli asbob – uskuna va jihozlar: Yarimo’tkazgich namunasi,
ampermetr, voltmetr, tok manbai, qarshiliklar magazini va boshqalar.
Ishni bajarish tartibi:
1. 2.3.2-rasmda keltirilgan sxemani yig’ing. Sxemaning ishga yaroqligini
loborant yoki o’qituvchi yordamida tekshiring.
2. Namuna geometrik parametrini aniqlang. Zondlar orasidagi l masofa
hamda namuna ko’ndalang kesim yuzasi (S) o’lchamini aniqlab, jadvalga
yozing. So’ngra namuna tutqichga o’rnating.
2.3.1-jadval
l
(sm)
S,
(sm
2
)
R
mag
,
(Om)
I, (A)
U, (V)
,
(Om
sm)
o’rt
,
(Om
sm)
Izoh
I – Topshriq
3. O’lchash qurilmasini manbaga ulang. I tok va zondlardagi U kuchlanish
ko’rsatkichini aniqlang. Bunda qarshiliklar magazini R
mag
=0 bo’ladi.
Qarshiliklar magazini (R
mag
) yordamida namunaga berilgan yuklamani
24
o’zgartiring. Har bir o’zgarishdagi R
mag
, I va U larning qiymatlarini aniqlab
jadvalga yozing. O’lchashlar 3 tadan kam bo’lmasin. Zondlar orasidagi masofa
l=0,5 (sm) deb oling.
4. Jadvalda aniqlangan natijalar yordamida solishtirma qarshilikni
aniqlang.
(2.3.1)
Natijalarni jadvalga yozing.
5.
o’rt
aniqlang so’ngra, uni jadvaldagi qiymatlar bilan solishtiring. Kelib
chiqqan tafovut bo’yicha fikringizni bildiring.
2.3.2-rasm. Ikki zondli usul yordamida solishtirma qarshilikni o’lchash
qurilmasining soddalashtirilgan sxemasi. K1 va K2 kontaktlar, A – ampermetr,
mV – millivoltmetr, K – kalit, M – tok manbai, (- - -) – himoya qoplami.
II – Topshriq
6. Zondlar orasidagi masofani l=0,3
3 (sm) oraliqda o’zgartirib tajribani
takrorlang. Olgan natijalarni jadvalga yozing.
7. (2.3.1) ifoda yordamida solishtirma qarshilikni qayta hisoblang.
8. Kuchlanishni tokka bog’liqlik grafigin chizing.
K2
mV
3
A
M
K
K2
R
25
9. Solishtirma qarshilikni zondlar orasidagi masofaga bog’liqlik grafigin
chizing.
10. Grafiklar asosida olingan natijalarning fizik mohiyatini tushuntiring.
Ish yuzasidan xisobot:
Ishning maqsadidan kelib chiqib, ishni bajarish tartibi bosqichlari asosida
qisqacha yozma axborot tayyorlang. Ikki zond yordamida solishtirma
qarshilikni aniqlash metodi va olingan natijalarning fizik mohiyatini
tushuntiring.
Nazorat savollari:
1. Ishni bajarish tartibini tushuntiring?
2. Ikki zondli metodning bir zondli metoddan farqi nimada?
3. Zondlar o’zgarganda tok kuchi o’zgaradimi yoki kuchlanishnimi?
5. Kuchlanish tushushi deganda nimani tushunasiz?
6. Qarshiliklar magazinining o’zgarishi nimaga olib keladi?
26
2.4. Solishtirma qarshilikni o’lchashning to’rt zondli usuli
Yarimo`tkazgich solishtirma qarshiligini to`rt zondli usul yordamida
aniqlash juda kеng tarqalgan. Ushbu usul yordamida har qanday shakl va
o`lchamdagi yarimo`tkazgich solishtirma qarshiligini aniqlash mumkin (2.4.1-
rasm). Masalan, yarimo’tkazgich quymasining butunlik holida qarshiligini
aniqlash yoki ihtiyoriy aniq bir geometrik o’lchamga ega bo’lmagan plastina
solishtirma qarshiligini aniqlash va boshqalar. Bunday topshiriqlarni bajarish
solishtirma qarshiliklarni aniqlash metodlarining takomillashuviga olib keldi.
Quyida yarimo’tkazgich namunasi shakliga bog’liq holda metodning
qo’llanilish imkoniyatlarini ko’rib chiqaylik.
To’rt zondli metodning tekis sirtli yarimo’tkazgich solishtirma qarshiligini
aniqlashda qo’llanilishi. Bunday hol uchun to’rt zondli metodning
soddalashtirilgan sxemasini 2.4.1-rasmda tasvirlanganday tasavvur qilish
mumkin.
Namuna sirtiga qo’yilgan tashqi zondlar (1 va 4) orqali elеktr toki I
14
bеriladi, ichki zondlar (2 va 3) yordamida esa kuchlanish tushuvi U
23
o`lchanadi. Zondlar orasidagi s masofa zondlardan namuna chetki sohasiga
nisbatai juda kichik. Bu holda berilgan tok zondlar qo’yilgan sirt orqali o’tadi.
Natijada elektr maydoni hosil bo’ladi. 1-zond orqali tok o’tishi natijasida r
1
radiusda hosil bo’lgan elektr maydon kuchlanganligini 2.4.2-rasmdagidek
tasvirlash mumkin.
(2.4.1)
Bu yerda – tok zichligi,
Radius cheksizlikka intilganda ya’ni,
bo’lganda ko’rilayotgan
maydon potensiali nolga (
) intiladi. Bu hol uchun quyidagi tenglikni
yozishimiz mumkin.
(2.4.2)
4-zond uchun ham huddi shunday tenglikni yozishimiz mumkin.
(2.4.3)
Keltirilgan ifodalar nuqtaviy zaryad potensialiga mos bo’lib, r
1
va r
4
o’lchamdagi 1 va 4-zondlarga tegishli nuqtaviy potensial
1
(r
1
)+
2
(r
2
). 2-
27
zondning potensiali U
2
=
1
(s)+
1
(2s), 3-zond potensiali U
3
=
1
(2s)+
4
(s), ular
o’rtasidagi potensiallar farqi,
(2.4.4)
Solishtirma qarshilik
ni aniqlash namunadan o`tayotgan tok I va kuchlanish
tushuvi U orasidagi bog`lanish orqali aniqlanadi.
2.4.1-rasm.
2.4.2-rasm.
Ihtiyoriy shakldagi namunalarning solishtirma qarshiligini aniqlash
Ihtoyoriy shakldagi namunalar solishtirma qarshiligini aniqlash uchun
Van-der-Pau metodidan foydalaniladi (2.4.3a-rasm). Bu metodda ham 1-4
zondlardan iborat kontaktlar qo’llaniladi. Dastlab, 1 va 2-zondlar orqali tok
beriladi, 3 va 4-zondlar yordamida kuchlanish tushuvi o’lchanadi. So’ngra 2 va
3-zondlar orqali tok yuklanib kuchlanish tushuvi 1 va 4-zondlar orqali
aniqlanadi. Bu hollar uchun quyidagi ifodalar orqali qarshilik aniqlanadi.
va
Ular bir-biri bilan quyidagi bog’liqlikka ega.
I U I
1 2 3 4
s
r
0
28
Bu yerda, solishtirma qarshilikni to’g’ridan-to’g’ri R
1
va R
2
bog’liq holda
aniqlab bo’lmaydi. Chunki, namuna ihtiyoriy shaklda ya’ni simmetrik emas.
Buning uchun R
1
/R
2
orqali f tuzatish koefisientini aniqlash talab etiladi. f
koefisienti [1-3] adabiyotlardan olinadi. Shuni ham ta’kidlash joizki, agar R
1
R
2
bo’lsa, f tuzatish koefisienti R
2
/R
1
orqali aniqlanadi. Bu holda solishtirma
qarshilik uchun quyidagi tenglikni keltirish mumkin.
yoki
(2.4.5)
Bu yerda, d – namuna qalinligi.
Bu metod tekis sirtli plastinalarning solishtirma qarshiligini aniqlashda
ham samarali hisoblanadi. Bunda zondlar 2.4.3b-rasmda tasvirlanganday
namuna sirtiga qo’yiladi. O’lchash va hisoblash ishlari yuqoridagidek amalga
oshiriladi.
2.4.3-rasm.
2 a)
3
1
4
1
2 b)
3
4
29
2.4.1-laboratoriya ishi
Do'stlaringiz bilan baham: |